Biopelículas en el Sector Aeronáutico Blanca M. Rosales CIDEPINT, Av. 52 s/n entre 121 y 122, B1900AYB, La Plata, Argentina e-mail brosales@fibertel.com.ar ALEACIONES DE TANQUES INTEGRALES DE AVIONES Hércules C 130 en Base Marambio ALEACIÓN DE Al EN CONTACTO CON UNA BIOPELÍCULA FÚNGICA Biopelícula de H. resinae ocupando interfase agua-combustible RESUMEN Mediante técnicas electroquímicas, sólo se han considerando interacciones entre el metal y fases acuosas contaminadas con el microorganismo En este trabajo se analizó en cambio, el efecto de la biopelícula del hongo Hormoconis resinae, evidenciándose mediante MEB notable intensificación del ataque localizado de las aleaciones de Al RESUMEN La morfología de la corrosión causada por contacto con las hifas del hongo, desde las etapas iniciales de su crecimiento, permitió explicar la gran penetración de las fallas encontradas en los tanques integrales de combustible de aviones cuando ocurría abundante proliferación La diversa fijación de los diferentes cationes se asoció a una acción corrosiva selectiva de la biopelícula sobre las aleaciones ensayadas INTRODUCCIÓN En los tanques integrales contaminados con el hongo Hormoconis resinae la biopelícula se encuentra siempre fuertemente adherida, causando gran dificultad en la limpieza Otras superficies colonizadas presentan disminuciones de la capacidad de intercambio calórico y de la velocidad de fluidos, incrementando los requerimientos de energía para contrarrestar el incremento en la rugosidad en cascos de buques, cañerías de agua y filtros en plantas generadoras de energía, etc. INTRODUCCIÓN Uno de los principales beneficios que pueden obtenerse de las biopelículas es de su capacidad de remover metales pesados de desagües industriales, suelos y aguas es mediante lodos activados Las investigaciones para clarificar diferentes aspectos sobre esta capacidad de los lodos activados puede aprovecharse para comprender los efectos corrosivos de biopelículas microbianas sobre metales y aleaciones INTRODUCCIÓN El gran interés tecnológico de este análisis se relaciona con la distribución del ataque observado durante los procesos de CIM Siempre son localizados, sobre segundas fases o en áreas con composición química heterogénea, como picaduras en aleaciones de Al en presencia del hongo Hormoconis resinae o la bacteria Pseudomonas aeruginosa, disolución selectiva de babbitt por la bacteria Pseudomonas maltophilia y ataques de aceros por bacterias sulfato reductoras (BSR ) INTRODUCCIÓN Nuestros trabajos fueron pioneros en la caracterización de biopelículas fúngicas Tampoco había sido aún investigado su efecto sobre la corrosión metálica Pero algunos resultados mostraban analogías y diferencias con los hallados frente a biopelículas bacterianas EXPERIMENTAL Se utilizaron muestras de aleaciones de Al para determinar las etapas iniciales de la corrosión en presencia del hongo Hormoconis resinae: Tabla I Composición Química de las Aleaciones Aleac. Zn Cu Mn Si Mg Fe Cr Ti Al 7005 4.7 0.05 0.45 0.1 1.2 0.18 0.16 0.03 Resto 7075 5.2 1.6 0.09 0.23 2.6 0.24 0.13 0.02 Resto 2024 0.12 4.5 0.53 0.14 1.5 0.29 ------ 0.02 Resto 1050 0.01 0.002 0.004 0.1 0.002 0.21 0.001 0.022 Resto EXPERIMENTAL Probetas pulidas hasta 0,25 µ m se inocularon con gotitas de una suspensión de esporas del hongo en agua destilada, se sumergieron en Jet A 1 y se incubaron a 30°C El micelio producido, así como los ataques nucleados al cabo de varios días sobre las aleaciones, se observaron en MEB - EDX RESULTADOS Secador Punto Crítico Aspecto MEB Crecimiento fúngico sobre una aleación Crecimiento fúngico sobre una aleación Crecimiento fúngico sobre una aleación Crecimiento fúngico sobre una aleación Detalle de hifa fúngica saliendo de la aleación Ataque de aleación bajo Crecimiento fúngico ESEM aspecto de Hormoconis resinae Al puro AA2024 Envejecido 22 h AA2024 Envejecido 27 h EXPERIMENTAL Alícuotas del medio se adicionaron con sales de los metales para determinar su fijación (uptake) por el micelio Se determinó diverso % de fijación de cationes Mg+2, Al+3, Fe+3 y Zn+2 por biopelículas del hongo, pero del mismo orden de magnitud encontrado para lodos bacterianos por otros investigadores RESULTADOS Alguna actividad biológica, involucrada en la fijación metálica por la biomasa formada en su presencia, explicaría las diferencias observadas para los distintos iones Los mecanismos propuestos para interpretar la fijación de cationes por lodos bacterianos activados no resultaron aplicables Podrían entonces descartarse interacciones físicoquímicas, simple adsorción o adsorción física de metales precipitados en la matriz biológica RESULTADOS Los resultados serían consistentes con un mecanismo de detoxificación, también propuesto para explicar fijación de iones de metales pesados por bacterias, a través de su producción de material polimérico extracelular (MPE) En efecto, el aumento en el período de adaptación y la disminución de su crecimiento, o producción de MPE en diferentes medios nutrientes, por los cationes adicionados, evidenció que todos interfirieron el crecimiento fúngico RESULTADOS Las distintas influencias negativas de los distintos cationes explicarían las diferentes fijaciones determinadas Esta eficiencia de remoción podría estar biológicamente controlada por el polímero formado, el cual promovería una fijación más o menos específica de cada metal RESULTADOS Mereció especial atención la fijación y el desprendimiento de la biopelícula Durante la etapa inicial, mientras las colonias van ocupando la interfase, se adhiere fuetemente a la pared de vidrio Al agotarse los nutrientes, la biopelícula se desprende, aunque sigue permaneciendo en la interfase Este comportamiento condiciona el riesgo de corrosión en servicio, vista la elevada agresividad de la incipiente biopelícula sobre las aleaciones, que se apreció en las micrografías sobre aleaciones de Al Vidrio Acrílico Acrílico Acero ioxidable AISI 316 L Acero inoxidable Cobre MEBA de metales puros presentes en aleaciones de Al en Cultivos de Hormoconis resinae Cu x 300 Zn x 500 Fe x 150 x 2000 Mg x 600 CONCLUSIONES La irregular composición química superficial de un metal es una fuerza biológica impulsora de su colonización, ataque localizado y CIM Esta selección natural determinaría los sitios de fijación microbiana e iniciación del ataque metálico Factores externos, como esfuerzos mecánicos de tracción, pueden acelerar la nucleación del ataque e incrementar su velocidad de propagación CONCLUSIONES Los resultados expuestos muestran los siguientes efectos del contacto del micelio de Hormoconis resinae durante su crecimiento sobre las aleaciones de Al y otros materiales: Decide los sitios de fijación del micelio y del consiguiente inicio de la CIM CONCLUSIONES Su actividad metabólica causa diversos tipos de ataque en las zonas de contacto entre las nuevas hifas y las aleaciones La captación selectiva de iones que sirven como oligoelementos produce ataques localizados CONCLUSIONES La bopelícula aísla las áreas que recubre y mantiene un microambiente de creciente corrosividad (acidificación localizada por hidrólisis, aireación diferencial, etc.) La morfología del ataque explica la intensa fijación observada en tanques contaminados de aviones 26.4°C 28.0°C 26 26 24 24 22 22 20 20 18.3°C IR Analysis Information Image range min Image range max Image zoom factor -20.0°C 80.0°C 1.00 Object parameters Emissivity 0.90 Object distance 0.15 m Ambient temperature 24.0°C IR : max 26.4°C IR : min 18.3°C 19.9°C IR Analysis Information Image range min Image range max Image zoom factor Central Wing Station 196 -20.0°C 80.0°C 1.00 Object parameters Emissivity 0.90 Object distance 0.15 m Ambient temperature 24.0°C IR : max 28.0°C IR : min 19.9°C 3-D EXTRACT