Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 34, Nº 1, 92 - 107, 2011

Mechanisms proposal of action of the SRB in means loaded with ferrous ions

Matilde Fernández de Romero

Centro de Estudios de Corrosión, Facultad de Ingeniería, Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela. Telf-Fax: 58-261-7598175,mati1956@cantv.net

Abstract

Different studies have been made using conventional electrochemical polarization

techniques to establish the mechanism for the action of sulfate reducing bacteria (SRB) in

microbiologically influenced corrosion (MIC). Nevertheless, there has been almost no

detailed follow-up correlating the corrosive process with time and open circuit potential,

corrosion products, sessile bacterial growth and morphological attack, to establish the

mechanism of this bacterial action. This research project designed an experimental structure

to make these correlations utilizing the hydrogen permeation technique as its principal

electrochemical tool to follow the cathodic reaction, coupled with any other electrochemical,

microbiological or chemical technique that would permit following the anodic reaction. The

study began by reviewing the classic cathodic depolarization theory using an SRB strain

identified as Desulfovibrio desulfuricans subespecie desulfuricans ATCC 7775 and an inert

palladium sheet as a substrate with and without cathodic polarization. Later, corrodible

sheets of carbon steel and iron were used to study the corrosive process, which permitted

to establish the mechanism of this SRB on carbon steel when the medium has a high

contamination of ferrous ions.

Key words: MIC mechanism by SRB, Desulfovibrio desulfuricans, sessile growth, hydrogen permeation, morphological attack and corrosion products.

Propuesta mecanística de acción de las bacterias sulfato-reductoras en medios cargados con iones ferrosos

Resumen

Diferentes estudios electroquímicos se han realizado utilizando las técnicas electroquímicas

convencionales de polarización para establecer el mecanismo de acción de las bacterias

sulfato- reductoras (BSR) en la corrosión inducida microbiológicamente (MIC); no obstante,

un seguimiento detallado del proceso corrosivo correlacionando con el tiempo el potencial

en circuito abierto, los productos de corrosión, el crecimiento bacteriano sésil y la

morfología de ataque para establecer el mecanismo acción, prácticamente no se ha hecho y

existe muy poca información al respecto. Es por ello que en esta investigación se estructuró

un diseño experimental que permitiera realizar estas correlaciones, utilizando como

herramienta electroquímica principal la técnica de permeación de hidrógeno para hacerle

seguimiento a la reacción catódica de evolución de hidrógeno, acoplada a cualquier otra

técnica electroquímica, microbiológica o química que permitiera hacerle seguimiento a la

reacción anódica. El estudio se inició revisando la teoría clásica de despolarización catódica

usando la cepa bacteriana Desulfovibrio desulfuricans sub-especie desulfuricans ATCC 7775

y una lámina d paladio sin y con polarización catódica; luego, se utilizó una lámina de acero

al carbono para estudiar en detalle el proceso corrosivo. Todo este estudio permitió

establecer un mecanismo de acción de estas bacterias sobre el acero al carbono en medios cargados con iones ferrosos.

Palabras clave: Mecanismo de corrosión inducida microbiológicamente, Desulfovibrio

desulfuricans, crecimiento sésil, permeación de hidrógeno, morfología de ataque y

productos de corrosión.

Recibido el 30 de Junio de 2006 En forma revisada el 30 de Julio de 2007

Introducción

Los casos más conocidos de la Corrosión Inducida Microbiológicamente (MIC: siglas en

inglés) son donde intervienen las Bacterias Sulfato- Reductora (BSR), las cuales han sido

relacionadas con procesos corrosivos de tuberías y otras instalaciones industriales causando un gran impacto económico y ambiental.

A pesar de la gran cantidad de investigaciones que se han hecho, hoy día todavía existen

diferencias importantes en cuanto a cual es el mecanismo principal de acción de las BSR en

un medio natural anaeróbico altamente contaminado [1], como comúnmente ocurre en los

sistemas de recuperación secundaria de crudo; siendo esto y las continuas fallas que se

reportan debido a MIC por BSR, la razón por la cual se consideró relevante realizar una

investigación básica que permitiera evaluar primero la teoría clásica de despolarización

catódica; utilizando como herramienta electroquímica principal la técnica de permeación de

hidrógeno de Devanathan y Stachurski [2], usada muy poco en ambientes bacterianos [3,

4]; pero ampliamente utilizada en la industria en medios con H2S [5], una lámina de paladio con y sin polarización catódica y un medio de cultivo rico en bacterias con iones ferrosos.

Posteriormente, mediante el uso de la misma técnica pero con láminas base hierro, se

evaluó el efecto corrosivo de la bacteria y de los iones ferrosos con el tiempo,

correlacionando por primera vez de manera simultanea el crecimiento sésil de la bacteria, el

potencial en circuito abierto, la permeación de hidrógeno, morfología de ataque y productos

de corrosión analizados a nivel de interfase mediante la técnica de Difracción de rayos X.

Adicionalmente, se hicieron ensayos abióticos burbujeando H2S directamente en el medio de

cultivo inorgánico, para establecer comparaciones con la corrosión bacteriana. Todo esto

finalmente permitió establecer una propuesta del mecanismo en la acción de las BSR en la corrosión del hierro.

Metodología Experimental

La muestra bacteriana de esta investigación correspondió a una cepa de Desulfovibrio ATCC

7757 adquirida en la "American Type Culture Collection" y caracterizada como Desulfovibrio

desulfuricans Subsp. desulfuricans. Los materiales metálicos seleccionados fueron una

lámina de paladio de 1mm de espesor para estudiar la teoría clásica de despolarización

catódica, una lámina de acero al carbono de 1mmde espesor para evaluar el efecto

corrosivo del H2S generado por la bacteria y una lámina de hierro puro 99.99% de 0,5 mm

de espesor para mejorar las respuestas de permeación de hidrógeno, e igualmente evaluar la corrosión generada tanto biótica.

Se utilizó la Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) para evaluar la morfología de la

biopelícula sobre las láminas y analizar la morfología de ataque sobre las láminas de acero y

hierro, mientras que la difracción de rayos X, realizada cada tres horas durante 24 horas, se

utilizó para la caracterización de los productos de corrosión generados por la reacción

química del H2S producido por la bacteria y el hierro, con la finalidad de hacerle seguimiento

al proceso corrosivo y establecer junto con los otros ensayos el posible mecanismo de acción de estas bacterias.

Ensayos microbiológicos

Se realizó la caracterización microbiológica por tinción de Gram., estandarización y

preparación del medio de cultivo, activación de la bacteria, contaje planctónico cualitativo

por el método de dilución seriada y cuantitativo por siembra en placas (crecimiento

poblacional y evaluación del inóculo) y contaje sésil de las bacterias adheridas a los

materiales. Se utilizó el medio de cultivo ATCC 1249 modificado para el cultivo de la

bacteria a una concentración superior a 106 cel/mL, para lo cual se inyectó la bacteria a un

10% del volumen de la celda electrolítica (300 mL); con la finalidad de acelerar el desarrollo

bacteriano y por ende la formación de biopelícula en la lámina durante el tiempo de evaluación (24 h).

Ensayos electroquímicos

La técnica de permeación de hidrógeno utilizada siguió el prototipo desarrollado por

Devanathan y Starchuski [2]; utilizando una doble o triple celda y una membrana de Pd

sólida o acero paladizado del lado de descarga para detectar el hidrógeno atómico absorbido

a través de ésta y producido por las reacciones que se estuviesen dando del lado de carga,

mediante la aplicación de un potencial de oxidación fijo de –300 ó +200 mV que mantiene

al Pd en el rango de inmunidad o pasivación respectivamente. El potencial fijo de -300 mV o

+200 mV se indujo sobre el Pd expuesto al NaOH 0,1 N desaireado con N2(g). Por el otro

lado, la lámina de acero o hierro se expuso a medio de cultivo estéril y luego de obtener

una línea base de corriente de permeación y condiciones de anaerobiosis en el medio estéril,

se procedió a inocular el 10% de la bacteria Desulfovibrio desulfuricans sub.

desulfuricans activada.

Con la lámina de hierro se realizaron ensayos durante 3, 6, 9, 15, 18, 21 y 24 horas de

exposición, evaluando simultáneamente el comportamiento del crecimiento bacteriano a

nivel sésil y planctónico con el tiempo; así como también, el daño producido a la lámina, la

permeación de hidrógeno y los productos de corrosión generados durante el proceso para

cada intervalo de tiempo, con la finalidad de establecer la correlación existente entre cada una de estas variables y precisar el mecanismo de acción de las BSR.

La Figura 1 muestra el montaje experimental de la triple celda utilizada en medio estéril y

con bacterias. Igualmente, se realizaron ensayos de permeación utilizando la lámina de

hierro puro, el mismo medio de cultivo; pero utilizando solamente la parte inorgánica del

medio de cultivo y burbujeo de H2S con la finalidad de comparar con los ensayos utilizando la bacteriana productora de H2S biótico.

Resultados y Discusión

Evaluación de la teoría de despolarización catódica [6-8]

Una vez validada la técnica, se procedió a estudiar la teoría clásica de despolarización

catódica, mediante ensayos de permeación sin y con polarización catódica de una lámina de

paladio en medio inoculado con la bacteria; registrándose la corriente de permeación, el

potencial en circuito abierto en el caso sin polarización y el crecimiento planctónico cada 3

horas durante las 24 horas de ensayo en la celda electrolítica. Esto con la finalidad de

establecer diferencias en cuanto al consumo de hidrógeno por la bacteria al tener una

superficie inerte polarizada. La Figura 2 muestra el crecimiento poblacional planctónico de la

cepa bacteriana en la celda electrolítica de permeación durante el ensayo sin y con

polarización catódica, evaluada por la técnica de dilución seriada y placa vertida cada 3

horas por 24 horas. Se observa como el crecimiento exponencial bajo ambas condiciones es

muy similar y en el orden de 4×1010 y 5×1010 UFC/mL, respectivamente, a las 24 horas; lo

cual indica que la población bacteriana crece y se desarrolla en el mismo orden a pesar de

la polarización. Igualmente, el contaje sésil al final de cada ensayo estuvo en el orden de

107 cel/mL.

En función de lo planteado puede decirse que esta bacteria no consume el hidrógeno

atómico producido catódicamente en su proceso de respiración mediante la reducción de

sulfatos a sulfuros; ya que ella es capaz de obtener este hidrógeno de su propio

metabolismo y crecer heterotróficamente en un medio rico en compuestos orgánicos como

normalmente es el caso, donde la fuente de carbono reducida es oxidada internamente en

el citoplasma de la bacteria por la enzima hidrogenasa generando hidrógeno atómico. Luego

este hidrógeno es oxidado en la membrana de la célula con la ayuda del citocromo C3,

formando protones y electrones siendo estos últimos transferidos con generación de energía

hasta llegar al sulfato como último aceptor de electrones para reducirse a sulfuro [9]. Una

parte de los sulfatos son reducidos bajo un proceso metabólico asimilativo para la síntesis

de aminoácidos, entre otros constituyentes celulares, y la otra es desasimilado formándose externamente H2S de acuerdo con las siguientes reacciones [2, 3]:

2CH3-CHOH-COONa + 2H2O 2CH3COONa + 2CO2 + 8H0. (1)

SO4= + 8H0 S= + 4H2O (Metabólicamente). (2)

Sum: 2CH3-C-HOH–COONa + SO4= 2CH3-COONa + 2CO2 + S= + 2H2O. (3)

La Figura 3 muestra el potencial en circuito abierto de la lámina de Pd y la corriente de

permeación en el medio inoculado sin polarización catódica de dos ensayos. Se observa que

la corriente fluctuó entre 0 y 2 µA (0 y 0,64 µA/cm2), lo cual otros investigadores han

reportado como despreciable desde el punto vista de permeacion [3]. Entonces, se puede

decir que la bacteria no produjo hidrógeno atómico extracelularmente capaz de permear, a

pesar de que ella organotróficamente lo produce internamente para su crecimiento celular y

consecuente reducción de sulfatos a sulfuros. Además, como la lámina de Pd no se corroe

en este medio, los potenciales se mantienen por encima de la línea de evolución de

hidrógeno, por lo cual no hay ninguna fuerza electromotriz impulsora para que la reducción

del hidrógeno iónico proveniente de la disociación del H2S ocurra (H2S HS= + H+).

En función de los resultados obtenidos utilizando un sustrato inerte como el Paladio sin y

con polarización catódica, se puede decir que la teoría de despolarización catódica verdaderamente no es el mecanismo principal de acción de las BSR [10].

Evaluación de la corrosión bacteriana utilizando una lámina de acero al carbono [11]

Con la finalidad de confirmar con estos ensayos los resultados obtenidos anteriormente en

cuanto a la teoría de despolarización catódica, se evaluó de nuevo el crecimiento

planctónico y sésil de la bacteria en la celda electrolítica aplicando el mismo procedimiento

que para los ensayos de permeación utilizando la lámina de paladio. La Figura 4 muestra

una comparación de las curvas de crecimiento poblacional sin (SPMI) y con (CPMI)

polarización catódica del acero expuesto en el medio inoculado. Se observa que tanto el

crecimiento bacteriano planctónico como sésil son similares a las 24 horas; no obstante, a

las 18 horas el crecimiento planctónico fue consistentemente mayor en el ensayo sin

polarización; lo cual es inclusive contrario a lo que se esperaba en función de la teoría de

despolarización catódica. Por lo tanto, definitivamente el hidrógeno externo no es un factor

limitante en el desarrollo de la bacteria Desulfovibrio desulfuricans; ya que como se dijo

anteriormente, utilizando la lámina de paladio, ella es capaz de producirlo internamente a

través de su proceso enzimático.

Las Figuras 5a y b presentan la variabilidad de las corrientes de permeación y del potencial

en circuito abierto respectivamente; observándose que la corriente de permeación mínima

registrada fue de 3,00 µA y la máxima de 11,42 µA, las cuales tienen su correspondencia

con los máximos potenciales de reducción de –753 y –782 mV vs ECS, respectivamente;

aproximadamente 40 minutos más tarde. Estas respuestas de corriente de permeación tan

variables se deben a los diferentes potenciales máximos de reducción alcanzados por el

acero en cada caso, lo cual depende obviamente de las condiciones reductoras del medio y

de la actividad superficial del material. A los 400 minutos aproximadamente el potencial se

hizo menos negativo y comenzó a aumentar hasta valores entre –650 y –575 mV vs ECS,

indicando esto un cambio del mecanismo de corrosión; debido probablemente a la formación de una película que ennobleció ligeramente al material en 200 mV aprox.

Correlación del crecimiento bacteriano sésil, permeación de hidrógeno, potencial

en circuito abierto, morfología de ataque y productos de corrosión horas en una

lámina de hierro [12]

A partir de la evaluación de cada una de las variables en estudio cada 3 horas durante 24

horas, se pudieron correlacionar los procesos que ocurren a nivel de interfase

metal/biopelícula, correspondientes al crecimiento sésil, densidad de corriente de

permeación, potencial en circuito abierto, productos de corrosión y la morfología de ataque

del hierro expuesto a la bacteria en los diferentes tiempos de exposición. Comparar todas

estas variables con el tiempo es fundamental para el estudio del mecanismo de corrosión,

ya que permite ver la cinética del proceso con el tiempo de un sistema que está simulando

una condición de particular importancia en la industria, en tiempos muy cortos de 24 horas

como es el caso.

La Figura 6 muestra que durante las primeras 9 horas, el incremento de la densidad de

corriente de permeación coincide con una disminución del potencial a valores más

reductores, tal y como fue observado también con la lámina de acero al carbono. Este

comportamiento refleja que el material se hizo más activo; debido a que la superficie del

metal fue acondicionada bajo un proceso de adsorción de compuestos de sulfuro de hierro

provenientes del medio con la subsiguiente sulfidación bacteriana de la Mackinawita,

proceso electroquímico con reducción de hidrógeno, siendo esta la razón principal del pico

de permeación de hidrógeno. Estos productos producen superficialmente micro ánodos en

toda la superficie metálica haciéndola más activa y propiciando la corrosión de ésta con una

alta densidad de pequeñas picaduras. Es decir que en estas primeras horas el proceso

corrosivo estuvo controlado por los productos de sulfuro de hierro formados durante este

tiempo: Mackinawita, Pirita, Esmitita, Marcasita y Greigita.

La literatura reporta que la Mackinawita y la Pirita inducen a la activación del acero con

potenciales más negativos por la formación de ánodos localizados y la Mackinawita por ser

poco adherente, inestable y heterogénea deja al metal desnudo continuamente,

promoviendo la adherencia de más bacterias y aumentando el ataque progresivo sobre el

hierro [13, 14]. Esta es la razón por la cual de manera aislada, en estas primeras horas, se observan hoyuelos producto del ataque bacteriano.

A partir de las 9 horas se observó un descenso brusco en la densidad de corriente de

permeación hasta alcanzar su línea base, lo cual coincidió con un aumento del potencial

hasta valores más positivos cercanos al valor umbral inferior de la línea de evolucion de

H2 (–574 mV vs ESH); debido a la formación de una película de sulfuro de hierro que

ennobleció ligeramente el potencial en 200 mV, constituida principalmente por Mackinawita, Pirita, Marcasita y Greigita, los cuales se ha determinado aprecen por vía bacteriana[ 15].

Es importante resaltar que entre las 9 y 15 horas, el comportamiento bacteriano fue casi

constante manteniéndose dentro del mismo orden de 106 UFC/cm2 y el ataque corrosivo

bacteriano se manifestó como hoyuelos dispersos poco profundos, lo que concuerda con lo

reportado por otros investigadores que han demostrado que cuando el crecimiento sésil

presenta densidades poblacionales constantes, la película formada para ese momento sobre

la superficie se encuentra estable [16].

Despues de las 18 horas se produce un cambio brusco en la curva de crecimiento de

manera exponencial casi en dos ordenes de magnitud, el potencial comienza a disminuir

muy lentamente y se observa una morfología de ataque localizada muy severa, con una

coalescencia de hoyuelos. sis de Rayos X indicaron que los nuevos compuestos asociados a

estos cambios fueron la Troilita y la Pirrotita, los cuales no tienen características

protectoras. Según la literatura [16, 17] la película formada por los productos de corrosión

en la superficie del metal, puede ser destruida por las mismas bacterias, y una vez que esa

película es rota la velocidad de corrosión se incrementa drásticamente. Esto permite indicar

que un mayor número de células bacterianas adheridas a la lámina aumentará el daño

producido sobre la misma, siempre y cuando tengan el tiempo suficiente para que ellas puedan acondicionarse al medio y al material en cuestión.

Ensayos electroquímicos de permeación de hidrógeno burbujeando H2S en el medio de cultivo inorgánico

La condición del ensayo para esta prueba fue un burbujeo constante de H2S gas en el seno

de la solución, bajo condiciones totalmente anaeróbicas. En la Figura 7 se muestran varias

fases (a), (b) y (c). La fase (a) muestra que es necesario tomar un tiempo de espera para

alcanzar la línea base para liberar el hidrógeno introducido por el proceso de paladizado. En

la segunda fase (b) se muestra un incremento en las corrientes de permeación producto de

haber agregado el electrolito y la tercera fase (c) muestra la corriente de permeación

después de empezar el burbujeo de H2S en la solución.

En la última fase se observa un incremento de la densidad de corriente hasta alcanzar un

máximo denominado corriente máxima (imáx) que para este caso corresponde a

18µA/cm2 (12 veces más alta que le reportada con el medio inoculado con bacteria,

obviamente debido al mayor contenido de H2S) y posteriormente desciende hasta

estabilizarse a valores de 10µA/cm2; debido a la formación de una capa de productos de

corrosión sobre la superficie del metal que disminuyó la difusión del átomo de hidrógeno;

mientras que con la bacteria la barrera de difusión fue total, ya que la corriente disminuyó

completamente a la línea base, confirmándose con este ensayo que la mayor barrera de difusión es impartida por el polímero al impedir la absorción de hidrógeno.

Mecanismo de acción propuesto de la corrosión inducida microbiológicamente por BSR

En función de los resultados obtenidos se puede establecer el mecanismo de acción

bacteriana en presencia de iones ferrosos en varias etapas (Figura 8).

1ra etapa (3-9 h)

Una progresiva disminución inicial del potencial en circuito abierto a valores más negativos,

indicativos de la activación del metal por la adsorción de la Mackinawita (FeS) proveniente

del medio y su transformación a Pirita, Esmitita y Greigita mediante un proceso de

sulfidación vía electroquímica con formación de átomos de hidrógenos que logran permear a

través de los espacios intercristalinos del material. En esta etapa el proceso está controlado

principalmente por una corrosión por picaduras muy pequeñas generadas galvánicamente,

pero generalizadas en toda la superficie; ya que la corrosión bacteriana es mínima, tal y

como se observa en las morfologías de ataque. Los efectos galvánicos entre los productos

de sulfuro de hierro y el metal al igual que la sulfidación predominan. Así, las reacciones

químicas y electroquímicas que controlan el proceso corrosivo en esta primera etapa podrían ser las siguientes [18]:

H2S HS- + H+ (a pH: 7,5 predomina el HS-) (4)

Fe++ + HS- FeS + H+ (reacción química en el medio) (5)

FeS(ads) + HS- FeS2 + H+ + 2e-. (6)

3FeS(ads) + HS- Fe3S4 + H+ + 2e-. (7)

2H+ + 2e H2 (hay permeación). (8)

Fe Fe++ + 2e- (Galvánico - predomina). (9)

Fe + HS- FeS + H+ + 2e- (Bacteriano). (10)

2da etapa (9-15 h)

El potencial comienza a aumentar hacia valores más positivos, reflejando un cambio de

mecanismo por la formación de una película que ennoblece ligeramente el material

conformada por: Mackinawita, Pirita, Marcasita y Griegita entremezclados con el

exopolímero, predominando la Pirita. En esta etapa la adhesión de células bacterianas se

mantiene constante y la corriente de permeación a las 9 horas disminuye rápidamente a su

línea base, debido al efecto barrera o antidifusional del exopolímero. En esta etapa lo que

mayormente sucede es la corrosión bacteriana y la estabilización de la película. Así, esta etapa podría estar controlada por las siguientes reacciones:

FeS2 (C) FeS2 (O). (11)

Fe3S4 (R) Fe3S4 (C). (12)

Fe + HS- FeS + H+ + 2e- (Bacteriano). (13)

2H+ + 2e- H2 (sin permear). (14)

3ra etapa (15 h)

El potencial comienza a disminuir nuevamente; debido muy probablemente a una

disminución local del pH, producto de la corrosión bacteriana del acero en presencia del HS-

; lo cual hace que la Pirita localmente se reduzca a Mackinawita y el metal sea corroído

severamente mostrando una morfología de ataque localizada en forma de hoyuelos,

magnificado por el desprendimiento o agrietamiento de la Mackinawita y la subsecuente

corrosión galvánica generada entre el metal y los productos de sulfuro de hierro constituidos

por: Mackinawita, Pirita, Esmitita, Marcasita, Greigita, Troilita y Pirrotita (catódicos con

respecto al material base). En esta etapa las bacterias crecen exponencialmente en el orden

de 108 UFC/cm2 generando suficiente H2S para que la corrosión se acelere sin ocurrir la

absorción de hidrógeno atómico. Localmente las siguientes reacciones pueden estar ocurriendo:

Fe + HS- FeS + H+ + 2e- (Bacteriano) (15)

H2S + e- HS- + 1/2H2 (sin permear) (16)

FeS2 + H+ + 2e- FeS + HS- (17)

7FeS + HS- Fe7S8 + H+ (18)

Según lo planteado queda demostrado que las BSR pueden actuar independientemente de

una superficie polarizada; siendo la acidez, la reducción de la Pirita y los efectos galvánicos

los principales causantes de la severidad de la corrosión por BSR en un medio contaminado

con iones ferrosos.

Los resultados obtenidos conllevan a orientar mejor los esfuerzos realizados, continuamente

en la industria para el control de corrosión microbiológica en planta, hacia el uso no

solamente de biocidas para el control de las bacterias; sino también, de inhibidores de

corrosión y limpiezas periódicas para mantener el sistema protegido contra la corrosión inorgánica y libre de iones ferrosos.

Conclusiones

La cepa Desulfovibrio desulfuricans subs. desulfuricans crece y se desarrolla

independientemente de que existan superficies polarizadas catódicamente cargadas de

átomos de hidrógeno; por lo tanto, la teoría de despolarización catódica no es el principal

mecanismo de acción de estas bacterias en los procesos de MIC.

El H2S generado por las BSR es el precursor de la corrosión bacteriana del acero, ya que

genera los iones necesarios (HS- y H+) para el ataque inicial del material en forma localizada y/o formación con posterior adsorción del FeS sobre el material.

La especie estudiada, y muy probablemente el genero Desulfovibrio, en presencia de iones

ferrosos corroe severamente al acero al carbono y al hierro en forma de grupos de hoyuelos

profundos que coalesen en forma de cadeneta o no dependiendo del rompimiento de la película de sulfuro de hierro que se adsorbe sobre el material.

En presencia de BSR e iones ferrosos los productos de sulfuro de hierro que se forman

partiendo de la Mackinawita (FeS) podrían ser: Pirita - Esmitita - Marcasita - Greigita -

Pirrotita - Troilita, siendo la Pirita menos hidrofílica y más protectora, principalmente cuando

se encuentra entremezclada con la membrana extracelular polimérica generada por la bacteria, siendo tal vez ella la responsable del ligero ennoblecimiento del acero.

El proceso de transformación de la Mackinawita a otros compuestos de sulfuro de hierro

puede explicarse por un proceso de sulfidación bajo condiciones reductoras en presencia de BSR.

La corrosión bacteriana disminuye el pH localmente propiciando la reducción de la Pirita a

Mackinawita y a la corrosión severa del acero en forma localizada donde las bacterias están

formando colonias.

El mecanismo de acción de las BSR en un medio contaminado con iones ferrosos puede

estar controlado por tres etapas: La 1ra etapa controlada por la adsorción de células

bacterianas y productos de sulfuro de hierro sobre la superficie metálica activándolo

mediante la formación de micro celdas galvánicas de corrosión. La 2da etapa de equilibrio

químico y adaptación celular, donde el metal se ennoblece ligeramente por la formación de

una película de sulfuro de hierro más compacta de Pirita y la 3ra etapa controlada por un

proceso corrosivo localizado severo en forma de grupos de hoyuelos, redondeados y

profundos que coalescen o no, dependiendo del rompimiento físico de la película que se

formadejando el metal base activo frente a un cátodo muy grande.

La actividad de la acción corrosiva local del H2S abiótico puede evaluarse mediante la

Técnica de Permeación de Hidrógeno, mientras que el ataque asociado al H2S biótico generados por las bacterias BSR, se ve limitado por la biopelícula.

Agradecimiento

A FONACIT por haber financiado este proyecto de investigación a través de la subvención G-

20000001606, a todos los estudiantes de Pregrado y Postgrado que me apoyaron en la

realización de los experimentos y a mis colegas corrosionistas y microbiólogos que participaron en el proyecto.

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