EVOLUCIÓN EN EL TIEMPO DE LA RESISTENCIAA LA CORROSIÓN ASISTIDA POR MICROORGANISMOS EN ACEROS AL CARBONO

ROBLEDO, ALEJANDRO; CARNESSALLI, DAMIAN; BUSALMEN, JUAN P.; DIEGO A. MASSAZZA,; ESCALADA, LISANDRO

Buenos Aires, Mar del Plata

Congreso; 20º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2022; 2022

La corrosión inducida por microorganismos (MIC) también conocida como corrosión microbiológica es, según la NACE [1], responsable del 20% de los daños anuales causados por corrosión, alcanzando los 1360 millones de dólares por año. De todos los microorganismos que participan en la generación de MIC, los principales responsables son las bacterias sulfato reductoras (SRB) por las características de los medios donde se utilizan los aceros y principalmente en la industria del petróleo y el gas.[2].En términos generales deben ser distinguidos dentro del proceso MIC dos subcategorías dependiendo de la acción de los microorganismos sobre el proceso corrosivo: a) Si es mediante la generación de compuestos reducidos, ya sean orgánicos (ácidos) o inorgánicos (sulfuros, carbonatos, etc.) que incrementan la agresividad del electrolito hacia el acero, se la considera CMIC (corrosión química influenciada por microrganismos); b) Si es producto de la utilización del metal como fuente de electrones para el metabolismo bacteriano mediante la oxidación del metal, se la considera EMIC [3].En ambos casos, aparece una película sobre el metal, formada por productos de corrosión, polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos con alto contenido de agua donde los metabolitos y microorganismos quedan adheridos [4], a la cual se la llama un biofilm. Ese biofilm, genera condiciones todavía más favorables para que las bacterias aceleren el proceso corrosivo y les confiere a los microorganismos mecanismos de supervivencia.Para mitigar este tipo de corrosión en la industria, se utilizan distintos tipos de bactericidas. Sin embargo, es complicado realizar un cálculo preciso sobre la cantidad y el volumen de aplicación necesario. Se utilizan muestras de agua de producción, para determinar la cantidad, teniendo en cuenta la cantidad de bacterias nadantes (planctónicas) y no las que están adheridas a la superficie metálica (sésiles). Como dificultad adicional, cada sitio donde se realizan las distintas operaciones en la industria petrolera presenta composiciones de agua diferente. El efecto de esto está directamente vinculado con el contenido de minerales del agua y al tipo de metabolismo y microorganismos que proliferen.El objetivo inicial de este trabajo fue estudiar el comportamiento que tienen las bacterias en un medio simulado de agua de mar, modificado para asemejarse al agua de producción de uno de los pozos petroleros de Argentina, y evaluar el efecto del contenido de sales (como % de NaCl) en el crecimiento bacteriano y en su capacidad para aumentar la velocidad de corrosión de un acero al carbono.Para esto se utilizaron medios con contenidos de NaCl en el intervalo de 6 g/L a 66 g/L sobre dos aceros de bajo carbono (AISI 1010 y AISI 1040) con una duración de 14 días de inmersión. Con el fin de determinar el metabolismo de las bacterias, se realizó el seguimiento del electrolito mediante medidas periódicas de pH, sulfato (por turbidimetría) y de cantidad de bacterias planctónicas (por densidad óptica a 600 nm). Al final del ensayo se realizaron medidas de corrosión generalizada por perdida de peso (Fig.1-Izq), se cuantifico la cantidad de bacterias sésiles formando biofilm y se utilizó microscopía óptica y perfilometría para determinar el daño superficial.De las variables estudiadas, el medio con 26g/L de NaCl fue el que mostró la mayor tasa de corrosión en los aceros estudiados. Por este motivo, se utilizó esa condición para la realización de medidas electroquímicas. La configuración de los ensayos utilizada fue la de una celda de tres electrodos, usando los distintos aceros como electrodos de trabajo, un fieltro de grafito como electrodo auxiliar y un electrodo de referencia de Ag/Ag2S. Como electrolito se utilizó el mismo medio de la etapa anterior y asegurando anaerobiosis, para que el crecimiento bacteriano no se viera entorpecido. Durante 14 días, se realizaron mediciones periódicas de potencial de cirquito abierto (Eocp), polarización lineal (Rp), Espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y Modulación de frecuencia electroquímica (EFM). Luego del ensayo las características del biofilm fueron determinadas en muestras elegidas aleatoriamente a través de microscopía electrónica de barrido con análisis químico (SEM / EDS).Como resultados destacables en este trabajo, se obtuvo la formación sistémica de biofilms sobre la superficie del acero para todas las condiciones con bacterias estudiadas (ejemplo en la Fig1.der). Se encontró además una relación entre el pH final y la velocidad de corrosión generalizada debido principalmente a la actividad bacteriana, además de la existencia de un rango de salinidad (entre los 20 g/L y 30 g/L) en el cual tanto el metabolismo como el ataque sufrido por el acero se incrementaron respecto a las demás salinidades.Se pudo observar una marcada diferencia en la velocidad de corrosión al exponer el acero junto a las SRB con respecto a controles abióticos. Así mismo, el cambio de la velocidad de corrosión a lo largo del tiempo de ensayo, junto con el seguimiento de los parámetros biológicos (sulfato, cantidad de bacterias), permitieron determinar qué efectos producen las bacterias sobre la superficie del acero, a lo largo del crecimiento de las mismas.