Corrosão microbiológica (Microbiana)

POR Pedro Coelho

Publicado: sexta-feira, 11 de dezembro de 2015

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A corrosão microbiológica (ou corrosão microbiana) é um tipo de corrosão causada por microorganismos (bactérias, fungos e algas) que atuam de maneira intensa nos processos corrosivos. Esses microorganismos estão em toda parte e podem ser encontrados em uma vasta gama de pHs, sendo que eles podem existir em temperaturas de -5°C até 110 °C , e são um dos maiores responsáveis pela corrosão em tubulações industriais enterradas.

Virola de enlatado com corrosão por célula oclusa

A maioria desses microorganismos vive naturalmente na área metálica, aderidos a uma superfície de subtratos, que são gerados por série complexa de eventos sofridos pelas superfícies metálicas, tais como a excreção de exopolímeros pelos próprios microorganismos, que se ligam fortemente ao substrato, formando uma espécie de biofilme (também conhecido como biofouling), que torna favorável a proliferação desses microorganismos responsáveis pela corrosão.

Mecanismos de Biodeterioração

Existem vários tipos de microorganismos corrosivos, e dependendo do tipo, o mecanismo de corrosão é diferente, sendo que essa divisão feita abaixo é apenas didática, pois, na prática, pode ocorrer a presença de vários mecanismos de corrosão diferentes.

Corrosão por excreção de ácidos

Alguns tipos de bactérias do gênero “Thiobacillus“ são capazes de oxidar o enxofre e seus compostos em ácido sulfúrico a meio aeróbio. Este gênero de bactéria possui varias espécies que são capazes de crescer em meios de pH ligeiramente alcalinos até extremamente ácidos.

Normalmente, a ação corrosiva dessas bactérias se inicia com a proliferação de espécies em meios alcalinos. Após a acidificação do meio ao longo do tempo pelas próprias bactérias, outras espécies corrosivas mais acidofílicas, ou seja, que vivem em um ambiente muito ácido, tomam o controle do processo de corrosão.

Dentre essas bactérias acidofílicas, existe um grupo que é constituído de bactérias excretoras de ácido nítrico, que é dividido em dois subgrupos: um de bactérias conversoras de amônia para nitrito e outro, de bactérias conversoras de nitrito para nitrato. Tanto as bactérias Thiobacillus quanto as nitrificadoras são quimioautotróficas, ou seja, se alimentam apenas de compostos inorgânicos.

Corrosão pela formação de solventes orgânicos

Alguns tipos de microorganismos são capazes de metabolizar substancias orgânicas em condições anaeróbicas. Se um receptor de elétrons, tal como o nitrato, Fe³⁺,Mn⁴⁺ou sulfato, não estiver disponível, poderão ocorrer reações de fermentação.

Neste processo de metabolização, o hidrogênio é transferido entre diversos compostos orgânicos, que como resultado da fermentação, há formação de outros compostos, como o CO2, por exemplo. Tais compostos também podem ser ácidos ou solventes orgânicos, como o etanol, o propanol ou o butanol. Estes solventes podem reagir com os materiais do substrato natural ou sintético, causando a sua degradação.

Corrosão por outros compostos metabólicos

Um importante composto associado à corrosão microbiológica é o sulfeto de hidrogênio (H2S), o mesmo é produzido em condições anaeróbicas pela ação das bactérias redutoras de sulfato, sulfeto e enxofre livre. O sulfeto de hidrogênio pode ser utilizado pelos microorganismos de várias formas, podendo ser re-oxidado a ácido sulfúrico, em condições aeróbicas, ou, quando na presença de nitratos, formar sulfetos. O H2S também pode ser produzido em condição aeróbica através da decomposição de aminoácidos sulfurados.

A amônia é outro composto relevante para a corrosão microbiológica. Ela pode ser gerada pela degradação da uréia e aminoácidos. Largamente existente na atmosfera (sais de amônia com sulfato ou cloreto), é o meio adequado para as bactérias nitrificadoras.

Formação de biofilme

A formação de biofilme (também chamado de biofouling) pode causar o aparecimento de Corrosão por Célula Oclusa (CCO) e de problemas relacionados à eficiência de processo em equipamentos industriais, tais como o trocador de calor, onde após certo tempo de uso ocorre a formação do biofouling, que atrapalha na troca térmica.

Na indústria alimentícia, a formação do biofilme nas chapas para latas de conserva pode ser muito danosa, pois as chapas são normalmente revestidas com vernizes para proteger a lata contra os ácidos oriundos dos alimentos, e o biofilme impede a adesão do verniz no local que é afetado pela corrosão, com isso, consequente deterioração do alimento.

As latas amassadas ou com suas virolas corroídas são ambientes altamente propícios para a proliferação de microorganismos corrosivos. Nas virolas dos enlatados é comum ocorrer a CCO e a formação de ambientes anaeróbicos favoráveis para essas bactérias, sendo que com a progressão do processo de corrosão, ocorre o contato entre o meio bacteriano residente na célula de corrosão da virola e o alimento no interior do alimento.

Com isso, ocorre a contaminação do alimento, que ao ser consumido provoca graves infecções bacterianas, podendo levar a pessoa à morte. Por isso, nas indústrias alimentícias existe um rígido controle na produção de alimentos enlatados.

Caso especial - Corrosão in Vivo (Corpo Humano)

A corrosão in Vivo é basicamente a corrosão de um implante, que ocorre quando o mesmo é submetido aos fluidos celulares. Este tipo de corrosão ocorre geralmente após um trauma ou cirurgia, onde o pH do fluido no local pode ter uma diminuída temporária, com isso, o implante pode acabar sofrendo uma corrosão por erosão ou fadiga.

implante de cabeça de fêmur rompida

Medidas de prevenção contra a corrosão microbiológica)

Para se ter um bom controle contra a corrosão microbiológica, deve-se apresentar medidas com maior probabilidade de bom desempenho, sendo uma delas um bom monitoramento do sistema em questão, considerando-se:

• Análise da água;
• Analise bacteriológica do biofilme;
• Uso de cupons que são retirados, periodicamente, para análise: como na análise são retirados os depósitos, usar diversos cupons;
• Uso de técnicas eletroquímicas.

E adotar medidas gerais como:

• A limpeza sistemática e a sanitização;
• O emprego adequado de biocidas;
• A aeração adequada do sistema;
• O controle de variação de pH;
• A análise dos revestimentos e da proteção catódica.

Referências

• Livro de corrosão, Terceira edição, Vicente Gentil, Editora LTC (Livros Técnicos e Científicos Editora S.A), Rio de Janeiro, Brasil, 1996.
• Corrosão: Fundamentos, Monitoração E Controle, Hermano Cezar Medaber Jambo e Sócrates Fofano, edição: 1ª , editora: Ciência Moderna, 2008

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)