IV. LA CORROSI�N INDUCIDA POR CONTAMINACI�N DEL AGUA

LAS aguas naturales son medios complejos, en evoluci�n permanente, que se pueden considerar en una primera aproximaci�n como disoluciones de diferentes especies qu�micas en agua. Las especies m�s abundantes son los iones, cationes como Ca²+, Mg²+, Na+, Fe²+, etc., y iones como HCO-₃, CO²₃; SO²₄ Cl-, etc., as� como gases, O₂, CO₂, etc. y a veces H₂S.

La agresividad de un agua depende de su capacidad para conducir la corriente el�ctrica. Un agua poco conductora ocasionar� que la actividad de las pilas de corrosi�n que se puedan formar en la misma sea peque�a, ya que el circuito el�ctrico que se cierra a trav�s de ella presenta una resistencia el�ctrica elevada. En el agua de mar; cuya conductividad es muy alta por la gran cantidad de iones presentes, la actividad de los procesos de corrosi�n es tan alta, que en lapsos muy cortos se pueden originar fen�menos muy graves.

Un agua dulce y una de mar constituyen casos extremos, y entre ambos existen una gran variedad de aguas cuya agresividad frente a los metales var�a en funci�n de su composici�n y factores como la concentraci�n de ox�geno disuelto, pH, temperatura, concentraci�n de cloruros y sulfatos, agitaci�n y velocidad del medio, etc�tera.

El agua de mar se caracteriza por la gran estabilidad de sus propiedades fisicoqu�micas, y sobre todo por su salinidad, que var�a entre 30 y 37%. Por salinidad se entiende la cantidad de sales anhidras contenidas en 1 kg de agua de mar, lo cual puede determinarse evaporando 1 kg de esta agua de mar y pesando el residuo seco.

De manera aproximada, una composici�n qu�mica "tipo" de un agua de mar se presenta en el cuadro IV.1.

CUADRO IV. 1. Composici�n qu�mica del agua de mar.

Compuesto	Concentración, gramos/litro
Cloruro de sodio, NaCl	27.0
Cloruro de magnesio, MgCl2	3.2
Sulfato de magnesio, MgSO4	1.6
Sulfato de calcio, CaSO4	1.3
Sulfato de potasio, K2SO4	0.8
Cloruro de potasio, KCI	0.5
Carbonato de Calcio, CaCO3	0.1
Varios (bromuros, fosfatos)	0.5
Total	35.0

El agua de mar, en la proximidad de las costas, puertos y lagunas costeras puede estar muy contaminada. En el cuadro IV.2 se presentan algunos resultados obtenidos de la agresividad de las aguas de diferentes puertos frente a diferentes metales. Destacan como las aguas m�s agresivas las del puerto de Barcelona, debido a su fuerte contaminaci�n.

CUADRO IV.2. Penetraci�n media del ataque, en µm/a�o, al cabo de dos a�os de inmersi�n en aguas de diferentes puntos geogr�ficos.

Lugar de inmersión	Acero	Zinc	Cobre
Barcelona, España	0.43	0.053	0.052
La Rochelle, Francia	0.18	0.070	0.030
Portsmouth, Inglaterra	0.17	0.057	0.037
Miami, EUA	0.25	0.059	0.050
Drobak, Noruega	0.11	0.029	0.018

Hay que se�alar que la velocidad media de corrosi�n en un agua de mar no contaminada es de 0.12 µm/a�o.

As�, la contaminaci�n desempe�a un papel determinante en la agresividad de una determinada agua frente a los metales de uso m�s com�n. Tanto es as�, que una posible indicaci�n del grado de contaminaci�n de un agua de mar puede llegar a establecerse por su velocidad de corrosi�n.

No se trata aqu� de enlistar los diferentes contaminantes que pueden estar presentes en un agua de mar ni su origen, sino tan s�lo de hacer notar que a la natural agresividad de la misma puede sumarse el efecto de dichos contaminantes. Por su especial importancia e incidencia pueden citarse entre �stos a los iones nitrato, NO-₃ provenientes, por ejemplo, de los abonos qu�micos nitrogenados, que por su naturaleza oxidante depolarizan la reacci�n cat�dica de reducci�n del ox�geno, acelerando el proceso de corrosi�n. Asimismo, la presencia de fosfatos, provenientes de los detergentes, ha dado lugar a la proliferaci�n de algas, muy especialmente en lagunas costeras, las cuales consumen gran parte del ox�geno disuelto presente en el agua, haciendo que el medio se vuelva anaerobio, con la consiguiente putrefacci�n de estas lagunas, que agravan los problemas de corrosi�n en el fondo de mares y lagunas por la posibilidad de crecimiento de bacterias sulfato-reductoras. El acero y el acero galvanizado son especialmente atacados en estas condiciones, ocasion�ndose problemas en todas aquellas estructuras sumergidas que no est�n suficientemente protegidas (por ejemplo, con protecci�n cat�dica). Si bien la corrosi�n microbiol�gica o bacteriana no es un problema nuevo en los fondos marinos, su incidencia en la falla de muchos sistemas sumergidos ha ido en aumento en los �ltimos a�os, al crecer la contaminaci�n en las zonas aleda�as a las costas.

En lo que se refiere a los problemas en otro tipo de aguas naturales, las redes de distribuci�n de agua potable comprenden tuber�as, v�lvulas, medidores, bombas, etc. Los materiales m�s utilizados son: concreto, hierro, acero, cobre, PVC, etc. La acci�n del agua sobre algunos metales como el hierro puede provocar problemas de corrosi�n. Asimismo, el equilibrio calco-carb�nico del agua proporciona a �sta propiedades agresivas o incrustantes que se reflejan en las tuber�as de las redes de distribuci�n, efectos que pueden sumarse a los motivados por procesos microbianos.

Muy a menudo la incidencia de la corrosi�n se refleja en su vertiente econ�mica: inutilizaci�n de tuber�as, v�lvulas, bombas e incluso captaciones subterr�neas. Pa�ses como Dinamarca y Suecia han calculado un costo anual de entre 5 250 000 y 5 650 000 d�lares por habitante por problemas de corrosi�n en 1983. Por otra parte, la calidad del agua puede cambiar en relaci�n con la finalidad a que es destinada (puede tener mal gusto, s�lidos en suspensi�n, color, etc.), a causa de alteraciones de las caracter�sticas organol�pticas de la misma, y existe incluso el riesgo de pasar en forma de soluci�n, dependiendo de las caracter�sticas de las tuber�as, metales pesados que pueden ser t�xicos (Cd, Pb, etc.). Por esta raz�n, en muchos pa�ses no se autoriza actualmente la instalaci�n de tuber�as de Pb.

Como puede verse, las formas de corrosi�n pueden ser muy diversas. El problema es complejo porque los factores motivadores son muy diversos. Entre los m�s importantes se encuentran las condiciones del flujo, la composici�n de los ductos y las caracter�sticas biol�gicas y fisicoqu�micas del agua. Cabe se�alar que la presencia en el agua de determinadas floras bacterianas (bacterias sulfato-reductoras y ferrobacterias) incide directamente en el aumento de la corrosi�n del sistema. Las caracter�sticas qu�micas del agua pueden favorecer m�s la presencia de esta flora bacteriana que acelerar� el fen�meno. As�, por ejemplo, el mecanismo de los procesos de corrosi�n del hierro por procedimientos qu�mico-biol�gicos puede explicarse y entenderse con ayuda del esquema presentado en la figura IV.I.

Figura IV. 1 Mecanismo qu�mico biol�gico en los procesos de corrosi�n del hierro en medio acuoso

En relaci�n con las caracter�sticas fisicoqu�micas del agua, cabe enumerar las siguientes: temperatura, pH, sales disueltas, ox�geno y bi�xido de carbono disueltos, y pr�cticamente todos los cationes y aniones que intervienen en la composici�n mineral�gica normal del agua: cloruros, bicarbonatos, carbonatos, sulfatos, sodio, calcio, magnesio, etc�tera.

Las sales corrosivas m�s importantes son los cloruros, Cl-. Muchas aguas subterr�neas contienen cloruros provenientes de procesos de contaminaci�n (infiltraci�n de aguas superficiales provenientes de actividades mineras, de tiraderos industriales y de fen�menos de intrusi�n marina, fundamentalmente), y las aguas superficiales est�n cada vez m�s contaminadas por deposiciones antropog�nicas. Concentraciones de cloruros superiores a 100 mg/1 en aguas de dureza mediana pueden causar problemas de corrosi�n, crecientes en forma exponencial, de tal manera que concentraciones de iones cloruro de 1 g/1 provocan r�pidamente la destrucci�n por corrosi�n de metales como el hierro y el acero inoxidable.

Asimismo, la presencia de sales disueltas modifica la estructura de las posibles incrustaciones existentes, volvi�ndolas porosas y heterog�neas, de tal forma que no constituyen una protecci�n de las superficies met�licas. Tambi�n se pueden formar zonas de aireaci�n diferencial, al absorberse el ox�geno presente en el agua.

En cuanto a los sulfatos, en principio son poco corrosivos, aunque intervienen en el ciclo del azufre, S (v�ase la figura IV.1), y en sistemas an�xicos pueden contribuir a la formaci�n de �cido sulfh�drico, H₂S compuesto muy agresivo que provoca problemas de corrosi�n muy serios. El poder corrosivo de los sulfatos, SO²₄ aumenta al asociarse a los Cl-, especialmente en aguas blandas, de baja alcalinidad y que no est�n saturadas con CaCO₃. La presencia de Ca₂+ en el agua, asociada al equilibrio calco-carb�nico puede contribuir; en aguas incrustantes, a proteger el sistema frente a la corrosi�n.

El tradicional axioma de que un agua incrustante no es corrosiva debe manejarse con cuidado. La presencia de un agua estable o sobresaturada en relaci�n al CaCO₃, aun cuando es una condici�n satisfactoria para la prevenci�n de la corrosi�n, es un remedio que tiene muchas limitaciones.

En la formaci�n de una pel�cula protectora sobre el metal no s�lo hay que tomar en cuenta los datos t�picos que se re�nen para deducir el pH de saturaci�n del CaCO₃, aunque algunas veces �stos pueden dar una idea bastante aproximada.

En las aguas potables existen o pueden existir muchas especies qu�micas que afectan de muy distinto modo la corrosi�n de los metales. As�, mientras una cierta dureza c�lcica y una alcalinidad suficiente favorecen la formaci�n de una capa protectora de CaCO₃, la presencia de ciertas sales disueltas: Cl, SO²₄ y NO₃-, en concentraciones que sobrepasen un cierto umbral, puede cambiar radicalmente las caracter�sticas de dicha capa protectora, lo cual ocasiona un mayor ataque al metal base. Los iones agresivos interfieren en el dep�sito de la capa protectora, y es conocido el efecto detrimental de los iones cloruro en la corrosi�n de los metales.

En cuanto a las especies contaminantes que pueden estar presentes en el agua y que ayudan en el proceso de corrosi�n, hay que citar de nuevo a los iones nitrato. El exceso de nitratos es determinante para la clasificaci�n de agua como no potable, por la incidencia que tienen dichos aniones sobre la poblaci�n, especialmente la infantil, ya que se pueden combinar con la hemoglobina de la sangre.

La contaminaci�n por nitratos es especialmente significativa en las comunidades rurales, donde los pozos de captaci�n de agua, la mayor�a de las veces artesanales y de poca profundidad, facilitan una contaminaci�n bacteriol�gica y qu�mica de nitratos. Se ha encontrado que existe una relaci�n directa entre la concentraci�n de nitratos y las pr�cticas agr�colas, ya que las concentraciones m�ximas se han obtenido en �pocas en que se aplica una mayor cantidad de abono (abonos qu�micos nitrogenados o nitrato de sodio directamente). El problema se agudiza en las aguas de abastecimiento, en las cuales la poca profundidad de los niveles fre�ticos y la permeabilidad de los materiales pr�ximos a la superficie hacen que su vulnerabilidad a dicha contaminaci�n sea muy acentuada.

La concentraci�n m�xima permitida de nitratos en un agua, para que sea potable, es de 50 mg/1. As�, en las redes de distribuci�n de agua potable en las cuales se mantenga un buen control de la potabilidad de la misma, no se presentan problemas de corrosi�n graves.

CORROSI�N BACTERIANA

Desde hace mucho tiempo se conoce el papel que desempe�an las bacterias en los procesos de corrosi�n met�lica. Los primeros trabajos en este campo se deben a Von Wolzogen-Kuhr, que en 1923 puso en evidencia el mecanismo electroqu�mico del ataque del hierro por los microorganismos sulforreductores.

Los microorganismos constituyen un vasto mundo de seres unicelulares extendidos por toda la biosfera, y desempe�an un importante papel en la naturaleza. Gran n�mero de ellos, en el suelo o en el agua, descomponen activamente la materia org�nica y los minerales, participando as� en los ciclos naturales del carbono, nitr�geno y azufre.

Durante los procesos biol�gicos se forman numerosos productos. Hay productos finales de combusti�n: CO₂ y H₂O, por ejemplo; gases, como hidr�geno, nitr�geno y ox�geno; sustancias, como el amoniaco, agua oxigenada, azufre, etc. productos �cidos o alcalinos. Todos estos productos se acumulan en el medio, modificando de forma continua su composici�n.

Ciertas bacterias son capaces de efectuar su s�ntesis a partir del agua, del anh�drido carb�nico (CO₂) y de algunas sales minerales; �stas son las bacterias aut�trofas. Se consideran como bacterias heter�trofas las especies incapaces de efectuar por s� mismas la s�ntesis de todos sus factores de crecimiento.

La corrosi�n microbiana puede definirse como un proceso metab�lico bacteriano que origina o acelera la destrucci�n de los metales.

Los microorganismos influyen sobre los procesos de corrosi�n a trav�s de mecanismos que les permiten adquirir la energ�a necesaria para las actividades vitales. Esta energ�a puede adquirirse a trav�s de tres medios:

a) Respiraci�n aerobia, que consiste en la eliminaci�n progresiva de hidr�geno de los sustratos org�nicos. El hidr�geno es oxidado por el ox�geno del aire.

b) Respiraci�n anaerobia, en la cual el sustrato org�nico es tambi�n oxidado por eliminaci�n de hidr�geno, y �ste reduce los compuestos inorg�nicos.

c) Fermentaci�n, proceso anaerobio en el cual el sustrato org�nico no es completamente oxidado.

Al igual que la corrosi�n, los procesos metab�licos se basan en la transferencia de iones hidr�geno o de electrones. La actividad de los microorganismos corresponde a valores de pH del medio que son tambi�n muy favorables a la corrosi�n.

Los microorganismos que desempe�an un papel en la corrosi�n pueden clasificarse de dos maneras: desde los puntos de vista fisiol�gico y los taxon�micos. Se piensa, generalmente, que la corrosi�n de los metales se debe a las bacterias anaerobias, por ejemplo, el desulfovibrio. Sin embargo, existen diversos tipos de bacterias que hay que tener muy en cuenta desde el punto de vista de la corrosi�n, como las bacterias del hierro, thiobacterias, y las bacterias aerobias que producen �cido sulfh�drico.

El potencial de oxidaci�n de las bacterias se puede medir, y la intensidad de la oxidaci�n se caracteriza por la p�rdida de electrones. No hay dificultad en medir estas ganancias o p�rdidas de electrones con la ayuda de un potenci�metro, utilizando un electrodo de platino como punto cero y un electrodo de referencia, por ejemplo, uno de calomelanos (mercurio/cloruro mercurioso).

Cuando una sustancia puede ceder electrones a un electrodo inerte y la sustancia oxidada puede recibir electrones de este electrodo, se dice que es una sustancia electroactiva.

Los cultivos microbianos son casi siempre sistemas fuertemente reductores. La actividad metab�lica de las bacterias, resultante de su crecimiento y de su nutrici�n, s�lo es posible gracias a la energ�a suministrada por la oxidaci�n de los elementos nutritivos que ocasionan condiciones de reducci�n en el medio.

Las bacterias aerobias reducen los medios hasta un cierto nivel, que en general es moderado, aunque en algunos casos se llega a niveles altos. Las anaerobias presentes se aprovechan de estas nuevas condiciones y proliferan a su vez.

As�, los fen�menos de �xido-reducci�n desempe�an un papel muy importante en los procesos biol�gicos. Existen sustancias m�s f�cilmente oxidables que otras. Esto puede determinarse midiendo la fuerza electromotriz o la diferencia de potencial generada por la corriente de electrones, oblig�ndolos a pasar por un hilo conductor. Es lo que se conoce como potencial redox del medio. Este potencial se relaciona con el pH, la temperatura y la relaci�n existente entre la concentraci�n de sustancia oxidada y reducida. Las condiciones de oxidaci�n corresponden a un potencial elevado; las de reducci�n, a una disminuci�n del potencial.

Las bacterias m�s comunes se desarrollan a potenciales pr�ximos o inferiores a 0 y pH comprendidos entre 6 y 9, zonas favorables a la corrosi�n. Esto quiere decir que si en un medio donde hay bacterias —que existen en todas partes en la naturaleza— los aportes nutritivos de origen org�nico son suficientes, las bacterias entran r�pidamente en actividad, multiplic�ndose y metabolizando diferentes sustancias. Estos procesos ocasionan, de forma autom�tica, la disminuci�n del potencial redox, originando las condiciones electroqu�micas favorables a la corrosi�n. Si estas condiciones exist�an ya, por la naturaleza del medio, serán activadas, y si no existían serán el origen de la corrosión.

Los microorganismos no pueden desarrollarse m�s que en determinadas condiciones de pH. Para cada grupo microbiano existen pH l�mites y un pH �ptimo. En general, los medios neutros convienen a las bacterias heter�trofas que pueblan los medios naturales. Los l�mites de crecimiento de estas bacterias oscilan entre los pH de 5.5 a 8.5 o 9. Ciertas especies, como el Thiobacillus, se cultivan a pH muy bajos, de entre 1.8 y 2.

La corrosi�n anaerobia se considera posible en valores de pH comprendidos entre 5.5 y 8.5, en cuyo caso el valor del potencial redox permite establecer la siguiente clasificaci�n de suelos debida a Starkey y Wright.

CUADRO IV.3 Potencial redox y corrosi�n anaerobia en suelos con contenido de sulfatos (SO2-4-) apreciable.

Potencial redox, mV	Riesgo de corrosión anaerobia
<100	Severo
100-200	Moderado
200-400	Ligero
>400	Nulo

Hablando en t�rminos generales, cualquier suelo con un contenido apreciable de sulfatos y con un potencial redox de +200 mV a menor est�, probablemente, en camino de convertirse en anaerobio y debe considerarse peligroso.

CORROSI�N ANAEROBIA

La corrosi�n anaerobia, originada por el desulfovibrio, se observ� por primera vez en el suelo de los Pa�ses Bajos, en 1923, donde se comprob� la aptitud de estas bacterias para corroer el hierro y el acero, form�ndose sulfuro ferroso como producto de la corrosi�n.

Para comprender la forma en que estos organismos intervienen en los mecanismos de corrosi�n, debemos recordar los procesos b�sicos de la corrosi�n electroqu�mica. Para que exista corrosi�n, para que se pueda formar la cl�sica "herrumbre", constituida por hidr�xido f�rrico, deben estar presentes tres elementos: hierro met�lico, humedad y ox�geno.

La corrosi�n del hierro o el acero en presencia de ox�geno es un proceso electroqu�mico. El lugar donde el metal sufre la corrosi�n, donde el hierro pasa del estado met�lico al i�nico, y despu�s al de soluci�n, se llama �nodo. La reacci�n an�dica puede escribirse de la manera siguiente:

Fe® Fe2+ + 2e-

Los dos electrones liberados en el proceso an�dico se desplazan, a trav�s de la masa met�lica, al c�todo o zona cat�dica. En �sta, los dos electrones son captados por los iones H+ presentes en la soluci�n (electrolito), que pasan a hidr�geno at�mico (H), el cual es liberado como mol�culas de hidr�geno gas (H₂). La reacci�n cat�dica se puede escribir de la siguiente forma:

2H+ 2 e ® 2 H ®H₂

Esta simple exposici�n nos sirve para ilustrar la naturaleza electroqu�mica de los procesos de corrosi�n. En el �nodo tienen lugar las reacciones de oxidaci�n o deselectronaci�n, mientras que en el c�todo tienen lugar las de reducci�n o electronaci�n.

En el caso de una pila de corrosi�n sencilla existe una interacci�n entre los productos originados por las reacciones an�dicas y cat�dicas. El hidr�xido ferroso, Fe(OH)₂, es un resultado de los iones ferrosos, Fe²+, formados en el �nodo y los iones hidr�xilo, OH-, formados en el c�todo; la carga negativa de los iones hidr�xilo dar� lugar a que estos iones migren en la soluci�n hacia las �reas an�dicas, en las cuales hay un exceso de carga positiva, debido a la presencia de los iones ferrosos formados. El hidr�xido ferroso se forma cuando ambos iones con carga opuesta se encuentran, reaccionan y se precipita el correspondiente hidr�xido. La reacci�n es la siguiente:

Fe²+ + 2 OH- ® Fe(OH)₂

Este hidr�xido ferroso se oxida a hidr�xido f�rrico, Fe (OH)₃, la conocida herrumbre, por el ox�geno disuelto en el agua (electrolito):

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2 H₂O ® 4 Fe(Oh)₃

La figura IV.2 ilustra, de forma esquem�tica, este proceso.

Figura IV. 2. Diagrama que muestra la formaci�n de hidr�xido ferroso e hid�xico f�rrico (herrumbre) por el proceso de corrosi�n.

Aunque el desulfovibrio causa la corrosi�n del hierro y del acero en ausencia de aire, queda patente, con lo indicado anteriormente, que el ox�geno es necesario en los procesos electroqu�micos de corrosi�n, en los cuales se produce el hidr�xido ferroso y el hidr�xido f�rrico como productos resultantes. Veamos la relaci�n existente entre los dos mecanismos de corrosi�n, el de oxidaci�n y el bacteriano.

De acuerdo con la teor�a electroqu�mica de la corrosi�n, para que �sta pueda tener lugar es necesaria la existencia de un �nodo, un c�todo y un electrolito (medio agresivo). En la figura IV.3 puede comprobarse que de la reacci�n en las �reas cat�dicas resulta la formaci�n de hidr�geno molecular; H2, sobre la superficie del c�todo. En soluciones neutras, como las de cloruro de sodio, la formaci�n de hidr�geno y su evoluci�n como hidr�geno gaseoso son muy lentas. �ste puede ser el origen de la formaci�n de burbujas de hidr�geno sobre la superficie cat�dica. Cuando esto sucede, esta pel�cula de burbujas de hidr�geno formada sobre el c�todo puede ocasionar tal disminuci�n de la velocidad de corrosi�n, que puede llegar a detenerla completamente. Este fen�meno se conoce con el nombre de polarizaci�n cat�dica. La polarizaci�n cat�dica por burbujas de hidr�geno se presenta esquem�ficamente en la figura IV.3.

Figura IV.3. Esquema representativo de la polarizaci�n local de un c�todo por una capa de burbujas de hidr�geno.

El ox�geno disuelto en el electrolito neutro reacciona con el hidr�geno acumulado para formar agua, H₂O; de esta forma el proceso de corrosi�n contin�a. En este proceso, el ox�geno act�a como un despolarizante cat�dico.

El desulfavibrio, al igual que el ox�geno disuelto, act�a como despolarizante cat�dico; de esta forma el proceso de corrosi�n contin�a. La figura IV.4 presenta, en forma esquem�tica, la corrosi�n bacteriana del hierro y del acero por el desulfovibrio.

Figura IV. 4. Esquema representativo de la corrosi�n bacteriana del hierro por el desulfovibrio, de la cual se obtiene, como producto de corrosi�n, el fulfuroso ferros (Fes). reacci�n global: L4fe + SO₄^2- + 4 H₂O ---feS + 3Fe (OH)₂ + 2OH-.

La teor�a electroqu�mica de la corrosi�n bacteriana del acero por el desulfovibrio fue publicada por primera vez en 1934, por Von Wolzogen-Kuhr. Sin embargo, esta bacteria se asoci� con la corrosi�n y deterioro de las tuber�as enterradas en Holanda mucho antes, en 1923.

Aunque el mecanismo electroqu�mico de la corrosi�n bacteriana ha sido probado y aceptado, investigaciones posteriores han puesto de manifiesto que no es el �nico mecanismo a trav�s del cual el desulfovibrio ataca al hierro y al acero. El mecanismo ectroqu�mico de corrosi�n dispone de varias especies de desulfovibrio, las cuales producen la enzima hidrogenasa.

Recordemos que las sustancias que aceleran las reacciones qu�micas, sin que se consuman en el proceso, se llaman catalizadores; los catalizadores que est�n formados por c�lulas vivas de animales y plantas reciben el nombre de enzimas.

La hidrogenasa es una sustancia org�nica que cataliza la oxidaci�n del hidr�geno (es decir cataliza la transferencia de electrones), activando, por tanto, la despolarizaci�n cat�dica:

2H₂ + O₂ ® 2H₂O + energ�a

Durante alg�n tiempo se lleg� a pensar que s�lo estas especies de desulfovibrio, las que produc�an la enzima, causaban la corrosi�n del hierro y del acero. Sin embargo, actualmente se sabe que tanto en las especies que producen hidrogenasa como en aquellas que no la producen la velocidad de corrosi�n es lineal y aproximadamente igual. Esto se debe a que la pel�cula parcialmente protectora de sulfuro ferroso no se forma sobre la superficie del metal. La velocidad de corrosi�n depende de la naturaleza y comportamiento de la pel�cula sulfurosa formada sobre la superficie del metal.

Con una pel�cula parcialmente protectora, formada sobre la superficie del metal, la velocidad de corrosi�n originada por la hidrogenasa positiva fue mucho mayor que la originada por la hidrogenasa negativa.

La acci�n corrosiva de la hidrogenasa negativa permite suponer que la corrosi�n ocurre como resultado del �cido ac�tico formado en la interfase metal/sulfuro ferroso.

Es evidente tambi�n que hay corrosi�n por el simple ataque del sulfuro de hidr�geno generado por estos organismos sobre el hierro y el acero, dando lugar as� a la formaci�n y precipitaci�n de sulfuro ferroso negro. Los iones sulfuro que as� se forman act�an, por otro lado, como despolarizantes an�dicos, al reaccionar con los iones ferrosos para formar el sulfuro ferroso.

CORRROSI�N AEROBIA

Al igual que las bacterias anaerobias, las aerobias pueden ser tambi�n el origen de fuertes corrosiones. Por un lado, ocasionan la formaci�n de �cido sulf�rico y, por otro, forman sobre el metal precipitados que, al quedar adheridos en forma aislada, originan procesos de aireaci�n diferencial y, por lo tanto, de formaci�n de picaduras.

Estas bacterias est�n representadas por las bacterias ferruginosas y los thiobacillus.

Bacterias ferruginosas. Estas bacterias est�n muy extendidas en la naturaleza; se las encuentra, a veces, en gran abundancia en aguas que contienen sales ferrosas disueltas. Van siempre asociadas a dep�sitos de hidr�xido f�rrico.

Existen dos tipos de bacterias ferruginosas: las unicelulares y las pluricelulares. Las verdaderas bacterias ferruginosas son aerobias y, en principio, aut�trofas. Se caracterizan por acumular hidr�xido f�rrico alrededor de sus c�lulas, lo que origina que en sus proximidades aparezcan zonas manchadas con el conocido color de la herrumbre. La m�s conocida es la Gallionella. La cl�sica reacci�n de su metabolismo es la siguiente:

4 Fe (HCO₃)₂ + 2 H₂O + O₂ ® 4 Fe (OH)₃ + 8 Co₂ + energ�a

Estas bacterias son el origen de la formaci�n de incrustaciones sobre la superficie met�lica y, por lo tanto, de procesos de aireaci�n diferencial que desembocan en la formaci�n de picaduras.

Thiobacillus. Las bacterias Thiobacillaceae son aerobias aut�trofas, y se caracterizan por crear en el medio donde se multiplican una reacci�n fuertemente �cida. Su pH �ptimo de crecimiento se sit�a entre 3 y 4, y se pueden incluso cultivar a pH 0.2-0.6.

Todos los metales susceptibles al ataque por �cido sulf�rico diluido (10%) sufrir�n una fuerte corrosi�n en presencia de estas bacterias. Estas bacterias son el origen de formaci�n de pH muy bajos, concretamente de formaci�n de H₂SO₄. En suelos que contengan sulfuros (piritas) pueden ocasionar fuertes corrosiones en cualquier estructura que pueda estar bajo sus efectos.

Los representantes m�s conocidos de este grupo son: Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus thioparus, Thiobacillus denintrificans, Thiobacillus ferrooxydans, etc�tera.

Por �ltimo, cabe se�alar que el medio marino, de pH pr�ximos a 7.5-8, es siempre favorable al crecimiento microbiano. Desde el momento en que las part�culas cargadas de microbios se depositan en la superficie de los metales para constituir la pel�cula microbiana (lo cual puede suceder en pocas horas), las bacterias entran en actividad y provocan la disminuci�n del potencial redox. Las condiciones de corrosi�n se realizan in situ y el deterioro del metal aparece en unos d�as.

A modo de conclusi�n de todo lo anterior, es importante se�alar que si no existen las condiciones para que haya corrosi�n en un determinado medio, las bacterias pueden crearlas, a condici�n (para las heter�trofas) de que exista en el medio materia org�nica. Cuanto mayor sea la cantidad de materia org�nica contenida en un electrolito, mayores ser�n los g�rmenes y mayor y m�s intensa la actividad bioqu�mica, y por lo tanto, la corrosi�n.

Las aguas de muchos puertos, lagunas y zonas costeras, fuertemente contaminadas por los desechos de las ciudades, son origen de graves problemas en las instalaciones portuarias, el�ctricas, etc., que se encuentran en ellas.

Todo ello justifica plenamente los esfuerzos que realizan numerosos investigadores en todo el mundo para estudiar y conocer mejor el mecanismo de desarrollo de estos organismos, con el fin de tratar de combatirlos y reducir, en lo posible, las grandes p�rdidas que ocasionan.

BIBLIOGRAF�A

Existe abundante informaci�n relacionada con el tema de la corrosi�n atmosf�rica. Algunos libros que pueden ayudar al lector a profundizar en el tema son:

S. Fel�u y M. Morcillo, Corrosi�n y protecci�n de los metales en la atm�sfera, Ediciones Bellaterra, Barcelona, 1982.

W.H. Ailor, "Atmospheric Corrosion", John Wiley and Sons, Nueva York, 1986.

"Corrosi�n in Natural Environments", ASTM, STP 558, Filadelfia, 1974.

"Metal Corrosi�n in the Atmosphere", ASTM, STP 435, Filadelfia, 1968.

Para todos aquellos lectores que despu�s de leer el libro sientan la inquietud de montar su propia estaci�n de corrosi�n atmosf�rica, o decidan evaluar la agresividad potencial de una determinada atm�sfera, pueden recibir asesor�a en las siguientes direcciones:

Doctor Luis S. Hern�ndez, Instituto de Metalurgia, Av. Dr. Manuel Nava N�m. 5, Universidad Aut�noma de San Luis Potos�, SLP.

Doctor Jorge Uruchurtu, Instituto de Investigaciones El�ctricas, Palmira, Cuernavaca, Morelos.

Doctor J. Genesc�, Facultad de Qu�mica, Universidad Nacional Aut�noma de M�xico, Ciudad Universitaria, 04510 M�xico, D.F.

La coordinaci�n en M�xico del proyecto "Mapa Iberoamericano de Corrosi�n Atmosf�rica" (MICAT) se encuentra en el IIE y en la Facultad de Qu�mica de la UNAM.