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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