Biofilms en la biocorrosión y en el biodeterioro de materiales

Abstract

Los procesos de biocorrosión son reconocidos actualmente como la mayor fuente de problemas y fallas estructurales que afectan a una gran variedad de industrias. La actual preocupación, es mejorarlos métodos para controlar los depósitos biológicos preservando simultáneamente la inhibición de la corrosión inorgánica y evitando la formación de depósitos calcáreos. Es de fundamental importancia el aporte de diferentes disciplinas tales como la microbiología, biología, ingeniería, electroquímica y metalurgia para avanzar en el conocimiento de la biocorrosión. La biocorrosión de las superficies metálicas se debe a procesos biológicos y electroquímicos que ocurren mediante la participación de microorganismos que se adhieren a las superficies a través de la excreción de sustancia polimérica extracelular (SPE)formando biofilms o biopelículas. Las SPE son de naturaleza polisacarídica, con un elevado contenido de agua (aprox. 95 % de la masa),exopolisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos, glicoproteínas, fosfolípidos. Estos biofilms modifican drásticamente las condiciones de la interfase metal/solución formando una barrera entre el metal y el medio líquido circundante. Es por ello, que se debe considerar que la corrosión inducida microbiológicamente (MIC) o biocorrosión transcurre sobre una superficie modificada con características fisicoquímicas y biológicas particulares y que podríamos denominar biológicamente condicionada. Ignorar este hecho y pretender estudiar un proceso de biocorrosión con los mismos parámetros que en la corrosión inorgánica, pude conducir a un fracaso total en un tratamiento de prevención y control de estos procesos e incluso a un agravamiento del problema. Es asi que toda superficie metálica inicialmente limpia al tomar contacto con aguas naturales o industriales experimenta una serie de procesos que transcurren simultáneamenteen el tiempo y que conducen a la formación de depósitos inorgánicos (scaling) y biológicos (adherencia de diferentes microorganismos bacterias, microalgas,hongos) Fig. 1, sobre el metal a través de la producción de SPE formando biofilm y conduciendo finalmente a la corrosión inducida microbiológicamente(MIC) o biocorrosión Fig. 2. La formación de biofilms y la MIC afectan intereses económicos y después de la corrosión inorgánica, es el problema más importante en diversas industrias. BIODETERIORO ¿Qué es el Biodeterioro? Esta palabra se viene utilizando desde hace más de cincuenta años para describir un determinado proceso de tipo biológico y que ha afectado a la humanidad desde que el ser humano empezó a poseer y utilizar los materiales. Mientras que muchas ramas de la ciencia y de la tecnología no tienen o no necesitan una definición aceptada de uso común, afortunadamente en el campo del Biodeterioro disponemos de una definición que se difundió rápidamente cuando fue propuesta por primera vez por H.J. Hueck. Hueck(1965, 1968) definió el Biodeterioro como cualquier cambio indeseable en las propiedades de un material causado por la actividad de los seres vivo. Otro término de uso común relacionado es el de Biodegradación. Aunque no hay ninguna definición formal aceptada, podría ser útil entender como Biodegradación el aprovechamiento por el ser humano de la capacidad de los seres vivos de descomponer un material de desecho para transformarlo en otro más útil o aceptable. Ambas definiciones involucran al género humano, desde un punto de vista negativo o perjudicial en el caso del Biodeterioro, y desde un punto de vista positivo o útil en el caso de la Biodegradacion la Biodegradación, tal y como acaban de ser definidos. Ambas definiciones también involucran a los materiales, entendiendo por éstos cualquier forma de materia (a excepción de los organismos vivos) que es utilizada por los seres humanos. Todos los materiales tienen un valor intrínseco y, por consiguiente, el Biodeterioro representa una importante dimensión económica y social cuando se trata del Biodeterioro del Patrimonio Histórico y Cultural. Por eso es muy importante el estudio del biodeterioro de materiales de importancia patrimonial, histórica, arqueológica a través de diversas técnicas y disciplinas como la biología ambiental, microbiología, técnicas de biología molecular, la proteómica, la metabolómica, la ciencia de los materiales y la ecología, entre otras.