Biocorrosão de estruturas hidráulicas causadas por bioincustração

Aline Horodesky

O termo bioacumulação ou biofouling refere-se à formação de depósitos biológicos (microorganismos ou macroorganismos) sobre a superfície de equipamentos, instalações industriais e superfícies hidráulicas, podendo trazer efeitos deletérios adversos diminuindo a eficiência e a vida útil dos equipamentos [1] (Figura 1).

O início do processo de bioacumulação ocorre a partir da formação de biofilme sobre a superfície do substrato, tanto em ambientes com fluxos turbulentos, como em águas paradas. Esse biofilme é formado por células incluídas em uma matriz orgânica de polímeros extracelulares produzidos por microorganismos [2].

Para a determinação da origem da corrosão (biótica ou abiótica) é necessário certificar-se da presença de microorganismos ou de seus metabólitos no local de ataque ao substrato. Porém antes disso, é essencial que seja realizada uma análise para avaliar se as condições ambientais do local são favoráveis para o crescimento de organismos, avaliação da área com corrosão e origem biológica do ataque (Figura 2).

Os processos biológicos (biofouling) e os processos inorgânicos (corrosão), ocorrem de forma simultânea, mas seguem direções opostas. O biofouling é um processo de acumulação que se dirige do seio do líquido para a superfície metálica, já a corrosão transcorre no sentido oposto, da superfície metálica (que se dissolve) para o seio do fluido. Isso se chama processo de interfase bioeletroquímica (Figura 3). De acordo com [2], os mecanismos da biocorrosão podem ser os seguintes:

Produção de metabólitos ácidos;
Produção de metabólitos capazes de causar ruptura de filmes protetores sobre o metal;
Aumento do potencial redox do meio, criando condições mais favoráveis para a ocorrência da reação da corrosão;
Formação de células de aeração diferencial por meio de uma distribuição não-homogênea dos depósitos biológicos;
Ataque seletivo em áreas soldadas ou adjacências;
Indução de pites nas zonas de aderência celular, por acidificação localizada;
Consumo metabólico de inibidores de corrosão;
Biodegradação de coberturas protetoras.

Destacam-se os processos corrosivos ou bioeletroquímicos e a diminuição da vazão ou entupimento de adutoras e dutos, principalmente se estes são responsáveis pela refrigeração hidráulica de máquinas rotativas que operam sob baixas temperaturas, como as turbinas para a geração de energia elétrica. Além disto, tem-se a possibilidade de que a fixação destes organismos cause alterações químicas superficiais ou biodeterioração, em virtude de seus processos metabólicos com geração de substâncias poliméricas extracelulares e secundárias, tais como os ácidos orgânicos [3].

Referências

Koók, L., et al., Biofouling of membranes in microbial electrochemical technologies: Causes, characterization methods and mitigation strategies. Bioresource Technology, 2019. 279: p. 327-338.
Videla, H.A., Biocorrosão, Biofouling e Biodeterioração de materiais. Biocorrosão, Biofouling e Biodeterioração de materiais, ed. H.A. Videla. Vol. 1. 2003, São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda. 148.
Portella, K.F., et al., Biofouling e biodeterioração química de argamassa de cimento portland em reservatório de usina hidroelétrica %J Química Nova. 2009. 32: p. 1047-1051.