Resumen
- Los procesos de biodeterioro son reconocidos actualmente como una de las mayores causas de deterioro en superficies de diversos materiales, que afectan a una gran cantidad y diversos tipos de industrias. Una superficie metálica en contacto con agua o tierra experimenta una serie de cambios biológicos e inorgánicos que constituyen el fouling. La posterior secuencia de cambios biológicos es debido a la adherencia irreversible de diferentes tipos de microorganismos sobre el metal a través del material polimérico extracelular, constituyendo ello, el biofouling. La biocorrosión y el biofouling de las superficies se deben a procesos biológicos y electroquímicos que ocurren mediante la participación de microorganismos adheridos a las superficies a través de biofilmes. Estas películas biológicas modifican las condiciones de la interfase metal/solución, formando una barrera al contacto entre el metal o material y el medio circundante, se considera que la corrosión microbiológica transcurre entonces sobre una superficie modificada con características fisicoquímicas y biológicas muy particulares y condicionadas, donde no se puede interpretar con los mismos parámetros de un proceso de corrosión inorgánica. Los biofilmes (Figs. N.º 1 a 4) son considerados como una matriz gelatinosa de material polimérico extracecular (MPE) de naturaleza polisacárido con un elevado contenido de agua, células microbianas y detritos inorgánicos variados. Las reacciones químicas que se producen entre los metabolitos microbianos y la superficie de los materiales tienen lugar por debajo del biofilme o dentro de su estructura, esto implica que la formación del biofilme acelera o retarda la corrosión. Su efecto sobre los materiales es fundamental para implementar medidas de prevención y control adecuados a los sistemas, equipos y materiales implicados. Entre las formas en que un biofouling puede inducir a un proceso de corrosión están: metabolismo microbiano heterogéneo a través de la estructura del biofilme, a través de una posible acción quelante del biofilme sobre ciertos iones, lo cual modifica la conductividad eléctrica del medio a través de la acción de los MPE, dificulta el acceso de sustancias biocidas y altera la concentración o acción de inhibidores de corrosión. Una biocorrosión es posible cuando se presentan varios de los factores determinantes: temperatura apropiada entre 20-50 °C (si existiera la posibilidad de microorganismos termófilos, la temperatura sería hasta 80 °C), amplio rango de pH entre 4,5-9,0, presencia de nutrientes esenciales para su desarrollo: agua, nitrógeno, carbono, niveles de iones específicos como sulfatos y férricos, existencia de zonas de menor velocidad de flujo, donde la formación de depósitos y áreas anaeróbicas es posible. Para probar el origen biológico del problema, es necesario corroborar la presencia de microorganismos viables, principalmente en los depósitos y la fase acuosa, aislar e identificar las especies microbianas presentes y verificar las características del ataque, de acuerdo con las características fisicoquímicas del medio. El uso de técnicas adecuadas de muestreo y seguimiento, complementados con metodologías microbiológicas y electroquímicas, es necesario para poder entender los efectos derivados de la actividad microbiológica, así como revisar la historia previa del proceso. La determinación del escenario del biodeterioro, desde el punto de vista de la fisiología y bioquímica de los microorganismos, no es fácil, pues en el problema intervienen varios tipos o grupos donde cada uno llevará una función específica (Fig N.º 4), pues unos llevarán a cabo la función de la fabricación de los exopolímeros y otros, que son las llamadas bacterias de azufre y el hierro, serán las responsables de los daños de la biocorrosión y biodeterioro, casos que nos ocupan más adelante. Las bacterias de azufre y del hierro, como se les ha llamado colectivamente en la literatura, son un grupo de microorganismos fastidiosos (difíciles de crecer en medios de cultivos y de necesidades nutricionales específicas), son morfológica y fisiológicamente heterogéneas, teniendo en común la habilidad de transformar y depositar cantidades significativas de hierro y azufre de forma limosa; generalmente están asociadas en algunos casos con otras bacterias productoras de los MPE. Este selecto grupo bacteriano puede corresponder a bacterias filamentosas con vaina y sin vaina o células solas, autótrofas o heterótrofas, aeróbicas o anaeróbicas y de posición taxonómica muy diversa; aún más, en diferentes condiciones ambientales, algunas de ellas pueden aparecer, como de hierro o de azufre, incluso tienen la enorme capacidad de crecer en condiciones oligotróficas (capaces de sobrevivir en ambientes con muy poca cantidad de nutrientes). La obtención de su energía puede ser total o parcialmente inorgánica; se les llama del hierro y de azufre por la extraordinaria capacidad que poseen de transformación de estos elementos presentes en: sistemas de distribución o tratamientos de agua sistemas de calentamiento o enfriamiento de agua, o de lugares tan poco comunes como los casos que a continuación se presentarán.