85179421 Corrosao Induzida Por Microrganismo

Acadmicos: Franciel Cantanhede Rameiro Layanne Jovita Oliveira Xavier

Layanne Vernica de Sousa Pereira Roberto Pereira da Silva

Caxias-MA

CORROSO INDUZIDA POR

MICRORGANISMOS

A corroso induzida por microrganismo, tambm chamada de microbiana ou microbiolgica;

Ambiente que podem proporcionar crescimento de bactrias, algas e fungos;

CASOS

Deteriorao microbiana pode aparecer em diversos materiais,

metlicos e no-metlicos.

CASOS Deteriorao de Mrmore e Concreto

H2SO4 No mrmore,com carbonato de clcio.

Com o concreto, destruindo o carter alcalino ou bsico, pH=12,5.

CASOS

O cido sulfrico pode ser proveniente de:

1. Ar poludo contendo dixido de enxofre;

2. Ao microbiana devido presena de bactrias oxidante de enxofre.

CASOS Deteriorao microbiolgica de madeira

Tubulaes de distribuio de gua

Sistema de refrigerao

gua aerada

Exposio a luz solar

pH entre 7 e 8

Temperatura entre 27 e 60c

CASOS Tubulaes para conduo de gs e gasmetros

Reduo do sulfato a sulfeto

Corroso do material metlico e contaminao do gs

Recuperao secundria de petrleo

Odor caracterstico do gs sulfdrico

Aquecedores e vlvulas de cobre

Tubulaes enterradas

CASOS Tanques de armazenamento de combustveis

gua pode ser proveniente de:

1. Usinas durante a operao de lavagem dos combustveis;

2. Usa gua para evitar a perda por evaporao de produtos leves;

3. Condensao de vapor dgua existente na atmosfera dos tanques de armazenamento.

CASOS Possveis razes para a deteriorao ou corroso

relacionadas com os combustveis:

1. Crescimento microbiano;

2. Biodegradao de aditivos orgnicos usado nos combustveis para melhorar seu desempenho;

3. Formao de gs sulfdrico, devido as bactrias redutoras de sulfato presentes em gua contendo sulfato;

CASOS Biodeteriorao de tintas, plsticos e lentes

Industria de papel e celulose

Bactrias oxidante de ferro

30% dos custos de manuteno na industria de celulose e papel esta relacionado a corroso

Linhas de incndio

Tanques de gua desmineralizada

Recomendvel uso de perxido de hidrognio

CASOS Linhas de incndio

Teste hidrosttico

Tanques de gua desmineralizada

Recomendvel uso de perxido de hidrognio

MECANISMOS Quando uma superficie metlica imersa

em gua, comea a formao de um

biofilme. Isso ocorre de acordo com as

seguintes etapas:

Compostos orgnicos dissolvidos na gua so adsorvidos iniciando a formao do

biofilme;

MECANISMOS Bactrias da fase aquosa se depositam, so as

bactrias ssseis;

Bactrias ssseis formam um biofilme atravs da elaborao de polmeros extracelulares, que podem ser polissacardeos;

Aps a fixao , e havendo nutrientes, as bactrias se multiplicam, o biofilme vai crescendo e outros organismos podem aderir ao mesmo.

MECANISMOS As condies operacionais tm grande

influncia no desenvolvimento do biofilme e,

entre elas, devem ser consideradas:

Temperaturas o aumento da temperatura (30-40C) facilita o crescimento;

Velocidade do fluxo biofilmes formados a velocidades baixas tendem a ser mais

volumosos e facilmente destacveis;

MECANISMOS pH a elevao de pH impede o

desenvolvimento de bactrias; as redutoras de

sulfato no se desenvolvem em pH = 11;

Oxignio a ausncia de oxignio possibilita o desenvolvimento anaerbicas como as

redutoras de sulfato;

Limpeza e sanitizao impedem a formao do biofilme

MECANISMO A corroso induzida por microorganismos

pode ser classificada em quarto tipos:

Devida a formao de cidos;

Por despolarizao catdica;

Por aerao diferencial;

Por ao conjunta de bactrias.

CORROSO DEVIDO A FORMAO DE CIDOS Esse tipo de corroso pode soer classificado

em trs tipos. So eles:

Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus;

Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferrooxidans;

Fungos ou bactrias celulolticas que fermentam material celulsico a cidos

orgnicos.

Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus Um grupo de bactrias do gnero

Thiobacillusoxida enxofre ou compostos de

enxofre, a sulfato, com a simultnea produo

de cido sulfrico;

Algumas bactrias metabolizam sulfetos solveis se a concentrao de H2S estiver

abaixo de 200 ppm.;

Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus A energia para essa sntese proveniente da

oxidao do enxofre, ou seus composto, como mostra a reao:

2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4(H = - 286,6 cal)

No caso do gs sulfdrico, ou cido sulfrico, tem-se:

2H2S + 2O2 H2S2O3 + H2O

5H2S2O3 + 4O2 + H2O 6H2SO4 + 4S

Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus

A temperatura ideal para o crescimento dessas bactrias est na faixa de 25 30C e no

sobrevivem na faixa de 55 60C

Seus processos metablicos ocasionam, em alguns casos, valores de pH em torno de 2,

podendo alcanar valores ainda menores.


Como exemplos para esse tipo de corroso,

podemos citar:

A destruio da parte superior interna de tubos de concreto ou de ao carbono para a conduo

de guas de esgotos ou guas poludas;

Em certos casos a borracha vulcanizada atacada por essas bactrias, bem como

concretos ornamentais contendo enxofre.


A proteo contra esse tipo de corroso

deve ser no sentido de:

Eliminar a fonte de enxofre;

Empregar proteo catdica;

Substituir as tubulaes de ao, ou de concreto, por tubos plsticos como, por exemplo,

polietileno, polister reforado com fibra de

vidro (PRFV) ou PVC.

Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferroxidans

Ferrobacillus ferroxidans so bactrias capazes de acelerar a oxidao de depsitos pirticos

(FeS) para cido sulfrico, em pH cido;

Pode-se admitir srie de reaes, considerando-se a pirita como FeS2

Oxidao da pirita: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4


Oxidao do sulfato ferroso: 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe(SO4)3 + 2H2O

Hidrlise do sulfato frrico:

Fe(SO4)3 + 6 H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4

ou

Fe(SO4)3 + 2H2O 2FeOHSO4 + H2SO4


Oxidao da pirita pelo sulfato frrico:

FeS2 + Fe(OH)3 3FeSO4 + 2S

Oxidao direta a sulfato frrico:

4FeS2 + 15O2 + 2H2O 2Fe(SO4)3 + 2H2SO4


Essas bactrias so responsveis pela a natureza cida das guas de minas de ouro e de

carvo, pois oxidam a pirita presente nessas

minas a cido sulfrico;

Essas guas, devido ao seu carter cido, so corrosivas para as mquinas de bombeamento

bem como pra as instalaes das minas.


A proteo contra essa corroso pode ser orinteda pra os seguintes pontos:

Neutralizao da acidez com xido de clcio (cal);

Uso de material resistente a cido sulfricopara as bombas e tubulaes.

Fungos ou bactrias celulolticas que fermentam material celulsico a cidos orgnicos

Em alguns casos, tubulaes enterradas so revestidadas com material celulsico, como,

por exemplo, aniagem, impregnado com asfalto

ou betume.

A celulose pode ser oxidada por certas bactrias produzindo cido actico, butrico e

dixido de carbnico

Fungos ou bactrias celulolticas que fermentam material celulsico a cidos orgnicos

Ocorre, portanto, alm da deteriorao do revestimento, a corroso da tubulao devida

aos cidos formados;

Essa corroso ocorre, mais frequentemente, em meio anaerbio ou muito pouco aerado.

Vrios microorganismos como:

algas, fungos e bactria;

formam produtos insolveis que

ficam aderidos na superfcie metlica

sob a forma de filmes ou tubrculos.

Troscinski e Watson apresentaram

uma relao com os principais tipos

de microorganismos que podem

ocasionar depsitos e corroso em

sistema de refrigerao

nas torres de refrigerao, quando as

algas so arrastadas elas se depositam

constituindo o chamado fouling.

Bactrias de ferro, aerbias, como

Gallionela ferraginea ou a dos gneros

Crenotrix, Leptothrix, Siderocapsa e

Sideromonas, aceleram a oxidao de

on Fe2+ dissolvido na gua para formar

os ons Fe3+ que formam ento o Fe2O3 .

H2O ou Fe(OH)3, insolveis.

Exemplo do processo de oxidao do ferro:

2Fe(HCO3)2+ O2Fe2O3+2H2O +4CO2

Os tubrculos ocasionam inconveniente:

Diminuio da capacidade de vazo da

tubulao;

Interferncia na troca de calor;

Criam condies para corroso por

aerao diferencial.

Para se evitar inconvenientes originados

por essa bactrias, Pode-se:

Remover o ferro da agua oxidando-o por aerao ou clorao e posterior

filtrao;

Precipitar o ferro durante o processo de abrandamento por cal soldada;

Limpar periodicamente o sistema;

Corroso por ao conjunta de

bactrias

Ocorrem casos de corroso microbiana

em que se observa a ao simultnea

de bactrias.

Assim pode-se ter:

Reduo de sulfato e formao de cido ( Thiobacillus thiooxidans)

Reduo de sulfato e oxidao de sulfeto, (Thiobacilli).

Oxidao de enxofre elementar, produzindo mais cido, (Thiobacilli e

Ferrobacilli) simultaneamente.

Bactria redutora de sulfato e bacteria de ferro.

Para que as medidas de proteo, temos:

Anlise da gua;

Anlise bacteriolgica do biofilme;

Uso de cupons que so retirados, periodicamente, para anlise: como na anlise so retirados os

depsitos, usar diversos cupons;

Uso de tcnicas eletroqumicas. Como medidas gerais e

mais importantes para proteo contra corroso induzida

por microorganismos devem ser citadas:

Limpeza sistemtica e sanitizao;

Eliminao de reas de estagnao e de frestas;

Aerao;

Variao de pH;

Revestimentos;

Proteo catdica.

A limpeza sistemtica pode ser feita por processos mecnicos

ou qumicos.

Limpeza mecnica pode ser por raspadores ou pigs ou por jato de gua com alta presso (hydroblast).

A eliminao de reas de estagnao evidentemente dificulta a

deposio do crescimento microbiano.

A seleo do biocida deve estar relacionada com:

Eficincia da ao biocida;

Custo;

Carter txicos dos efluentes.

O tratamento com os biocidas pode ser feito comumente de

duas maneiras:

Adio contnua de pequenas quantidades;

Adio peridica de grandes quantidades de biocida o chamado tratamento de choque ou em bateladas, o que

possibilita a morte rpida das clulas presentes e a reduo

do aparecimento de formas resistentes.

As substncias usadas podem ter ao bacteriosttica, isto ,

impedem o crescimento de bactrias, ou ao bactericida; em

outras palavras, matam as bactrias. Dependendo do tipo de

microorganismos combatidos, essas substncias so

chamadas de algicidas (algas), fungicidas (fungos) e

slimicidas (limos).

Entre os tipos de produtos mais comumente usados para

controle de crescimento biolgico tm-se:

Aldedos acrolena, formaldedo (tambm chamado de formol, formalina ou aldedo frmico), glutaraldedo (1,5-

pentanedial);

Tiocianatos orgnicos metileno-bis-tiocianato e cloroetileno bis-tiocianato, o primeiro (SNC-CH2-CNS), sendo bom

biocia para bactrias redutoras de sulfato, algas e fungos;

Sais de amnio quternrio tm frmula geral:

Onde R1, R2, R3 e R4 representam radicais alquil, aril ou hetereocclico, e X- representa

geralmente um halogeneto, comumente o cloreto (Cl-).

Como exemplo, tem-se o cloreto de cetildimetilbenzilamonio:

Efeito da Proteo Para manter uma programao efetiva de adio dos

biocidas, visando controlar o desenvolvimento

microbiano, se faz necessrio medir o nmero total de

microorganismos presentes no sistema, alm de identific-

los. Essa medida pode ser feita pela contagem em placa

usando meios de cultura adequados.

Esses meios de cultura so:

Para o preparo desse meio de cultura, deve-se aquec-lo at

completa solubilizao, passar para placa de Petri e

esterelizar por 15 minutos a 1 atm e 121C. Para mais

completa caracterizao do processo corrosivo ocasionado

por bactria redutora de sulfato, deve-se identific-la e

fazer a contagem bacteriana. Para isto, comum usar um

meio de cultura com as caractersticas adequadas:

Ser anaerbico e esterilizado;

Ter como nica fonte de enxofre um composto inorgnico, que em geral o sulfato de magnsio;

Conter um substrato orgnico (geralmente o lactato de sdio), que oxidado para cido actico por bactrias do gnero

Desulvibrio.

pH entre 7,0 e 7,5 para condies ideais de crescimento das bactrias;

conter um composto de ferro(II), para servir de indicador da formao de H2S ou S2-: o Fe+2 reag com essas substncias

formando o FeS, sulfeto de ferro, que preto, caracterizado

pelo escurecimento do meio de cultura a presena das

bactrias redutoras de sulfato, pois somente elas podem

reduzir sulfato inorgnico a sulfeto 22 nas condies do meio

de cultura, em cultivo anaerbico.

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