Corrosión inducida por microorganismos

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Una biopelícula o biofilm es un ecosistema microbiano organizado, conformado por uno o varios microorganismos asociados a una superficie viva o inerte, con características funcionales y estructuras complejas. Este tipo de conformación microbiana ocurre cuando las células planctónicas se adhieren a una superficie o sustrato, formando una comunidad, que se caracteriza por la excreción de una matriz extracelular adhesiva protectora.

Una biopelícula puede contener aproximadamente un 15% de células y un 85% de matriz extracelular. Esta matriz generalmente está formada de exopolisacáridos, que forman canales por donde circulan agua, enzimas, nutrientes, y residuos. Allí las células establecen relaciones y dependencias: viven, cooperan y se comunican a través de señales químicas (percepción de quórum), que regulan la expresión de genes de manera diferente en las distintas partes de la comunidad, como un tejido en un organismo multicelular. Para adaptarse a la biopelícula, las bacterias hacen cambios importantes en su estructura y metabolismo.

Se han propuesto 5 etapas para la formación de biopelículas. En la primera y segunda etapa, las células planctónicas presentan una asociación leve y débil al sustrato seguida por una fuerte adhesión. La tercera y cuarta etapa se caracteriza por la agregación celular en microcolonias seguido por la maduración de la biopelícula. En la quinta y última etapa, las células que conforman la biopelícula se desprenden de la colonia y retornan a la vida planctónica transitoriamente y se dispersan.

Como último tema abordaremos los micronutrientes y los macronutrientes

Los macronutrientes son nutrientes requeridos en grandes cantidades por el organismo humano y que además aportan la energía necesaria para las diversas reacciones metabólicas, así como construcción de tejidos, sistemas y mantenimiento de las funciones corporales en general. Entre ellos tenemos:

- Glúcidos: Son compuestos orgánicos que constan de carbono, hidrógeno y oxígeno. En su forma más simple, la fórmula general es CnH2nOn. Varían desde azúcares (sacáridos) simples que contienen de 3 a 7 átomos de carbono hasta polímeros muy complejos. Son clasificados por el número de moléculas de azúcar: Monosacáridos (como la glucosa y fructosa), Disacáridos (como la sacarosa y lactosa), Oligosacáridos y polisacáridos (como el almidón, glucógeno y celulosa).

- Proteínas: son componentes orgánicos conformados igualmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, pero también contienen alrededor de 16% de nitrógeno, junto con azufre y en ocasiones otros elementos como fósforo, hierro y cobalto. La base de su estructura consiste en aminoácidos (compuestos orgánicos conformados por un grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH)), unidos por enlaces peptídicos.

Los micronutrientes son sustancias que el organismo de los seres vivos necesita en pequeñas dosis. Son sustancias indispensables para los diferentes procesos metabólicos de los organismos vivos y sin ellos morirían. Desempeñan importantes funciones catalizadoras en el metabolismo como cofactores enzimáticos, al formar parte de la estructura de numerosas enzimas (grupos prostéticos) o al acompañarlas (coenzimas). En los animales engloba las vitaminas y minerales y estos últimos se dividen en minerales y oligoelementos. Estos últimos se necesitan en una dosis aún menor.

CONCLUSIÓN

Al concluir el ensayo el lector puede percibir que cada uno de los temas se relacionan rigurosamente, desde el origen de todo que son las células hasta las grandes colonias que ocasionan la corrosion como es el caso del biofilm.

Un pH favorable, una temperatura adecuada y contener todos los nutrientes necesarios hacen posible el crecimiento de la corrosión por microorganismos, nutrientes tales como fuentes de carbono, de nitrógeno, sales minerales y oligoelementos. En estas condiciones, los problemas asociados a la actividad microbiológica, tales como la formación de depósitos microbiológicos (biofilm o slime), la producción de gases explosivos y olores ofensivos y la corrosión inducida por microorganismos (CIM) se ven considerablemente incrementados. La corrosión inducida por microorganismos es la corrosión que se produce directa o indirectamente como resultado de la actividad metabólica de los mismos.

El biofilm proporciona, además, un medio protegido para el crecimiento de las bacterias, permitiendo en la mayoría de los casos, el crecimiento de diferentes tipos de bacterias. Así, dentro de un biofilm, en diferentes estratos, pueden encontrarse diferentes tipos de bacterias con necesidades metabólicas muy diversas, como aerobios, anaerobios y facultativos. Los microorganismos pueden ser responsables de la corrosión de los metales debido a diversos factores, tales como la formación de células de concentración de oxígeno y de iones, reacciones que se producen en los biofilms (producción de sulfuro y de ácidos, deposición de metales, interacciones metabólicas, entre otros) y la producción de polímero extracelular que facilita la existencia de condiciones anaerobias en la superficie del metal.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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- Prescott, L.; Harley, J.; Klein D. 1999. “Microbiología”. Cuarta edición. McGraw-Hill Interamericana.

- Wistreich and Lechtman. Microbiology. Fifth Edition. 1998. Macmillan Publishing. Co.

- Watkins Borenstein, S. Microbiologically Influenced Corrosion Handbook. Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 1994: 8