Pequeños microorganismos se están comiendo nuestro "PIB"

Producido por: Popular Science China

Producido por: Wei Boxin, Xu Jin y Sun Cheng (Instituto de Investigación de Metales, Academia de Ciencias de China)

Producido por: Centro de información de redes informáticas, Academia de Ciencias de China

Desde el momento en que nacemos, hay innumerables microorganismos en nuestro cuerpo. Son una parte muy compleja de nuestro cuerpo e interactúan con nosotros todo el tiempo. pero sabemos muy poco sobre ellos. Durante muchos años, la enorme y misteriosa familia de microorganismos ha atraído a la gente a explorarlos, utilizarlos y luchar contra ellos todo el tiempo.

Entonces, ¿todos los microorganismos son beneficiosos para el ser humano? La respuesta puede resultar decepcionante.

Microorganismos: el "poder misterioso" que es a la vez amigo y enemigo

Como los seres vivos más antiguos de la Tierra, los microorganismos están ampliamente distribuidos en la naturaleza. Ya sea el inaccesible Polo Norte y Sur o el duro entorno desértico, ya sea el misterioso espacio exterior o el mundo submarino profundo, tienen sus huellas. Los microorganismos son de gran utilidad para los humanos. Las personas los usan para producir antibióticos, antibióticos y otros medicamentos para ayudar a los humanos a combatir enfermedades; los usan para producir productos como bebidas, cerveza, fertilizantes y pesticidas para servir al público; Producir el combustible necesario para las baterías para solucionar la escasez de energía.

Sin embargo, los microorganismos no son tan amigables como pensamos. Si bien sirven a los humanos, también "devoran" nuestro PIB.

Microorganismos que están "comiendo" el PIB humano.

No todos los microorganismos son beneficiosos para el ser humano. Cuando los microorganismos encuentran acero, producirán extrañas "chispas" que provocarán una grave corrosión en tuberías, puentes y barcos, es decir, "corrosión microbiana (MIC)". Veamos primero tres ejemplos:

En 2000, un oleoducto X65 de la Korea Oil and Gas Company sufrió una falla por corrosión. La investigación encontró que la superficie de la tubería estaba cubierta con una capa de sedimento negro y se emitía un olor a huevo podrido después de gotear ácido clorhídrico, lo que indica que los productos de corrosión contenían sulfuro. Se confirmó que la tubería enterrada fue corroída por bacterias reductoras de sulfato (SRB) en el suelo debajo de la capa descascarada. Las bacterias reductoras de sulfato (SRB) son bacterias anaeróbicas que existen ampliamente en el suelo, el agua de mar, las tuberías subterráneas, los pozos de petróleo y gas y otros entornos. Un gran número de estudios han demostrado que la presencia de SRB acelera la corrosión del acero.

Ese mismo año, el fondo de cierto tipo de barco chino sufrió múltiples corrosión y perforaciones en menos de 2 años después de su botadura. Se ha probado que la cantidad de SRB por unidad de volumen en el área de acumulación de agua en la cabina es aproximadamente 103-104 veces mayor que la del agua de mar fuera de la cabina, lo que indica que existe SRB en grandes cantidades en el agua de sentina del barco.

En 2003, se produjo una rotura y una fuga en una tubería de un oleoducto de acero X52 en Xinjiang. Este oleoducto ha experimentado accidentes de corrosión interna, perforaciones y fugas muchas veces, pero lo sorprendente es que todos ocurrieron en las secciones onduladas a lo largo del oleoducto. ¡Resulta que los culpables son los "microorganismos"! Los resultados finales de la investigación del accidente concluyeron que la sección del oleoducto tenía grandes fluctuaciones, bajo flujo de petróleo crudo y trazas de agua libre o acumulación de agua en áreas bajas del oleoducto, lo que proporcionó un ambiente para el crecimiento de microorganismos, causando Las bacterias reductoras de sulfato (SRB) se multiplican en grandes cantidades y causan daños parciales a la falla por corrosión.

Según los resultados de la Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión (NACE), el coste de la corrosión en Estados Unidos alcanzó los 2,5 billones de dólares en 2013, lo que representa aproximadamente el 3,4% del PIB. Entre ellas, la pérdida causada por la corrosión microbiana representa alrededor del 20%[4]. Se puede ver que los microorganismos ya están consumiendo lentamente nuestro "PIB".

¿Cómo prevenir y controlar la corrosión microbiana?

La corrosión es un fenómeno natural común. La mayor parte de la corrosión es un proceso electroquímico en el que las sustancias interactúan con el medio ambiente.

Entonces, ¿cómo participan los microorganismos en el proceso de corrosión?

Los científicos han demostrado que los microorganismos participan en el proceso de corrosión. Una capa de biopelícula con capacidades corrosivas se adherirá a la superficie del metal. Los microorganismos, las bacterias eliminarán el ácido sulfúrico. La sal se reduce a iones de sulfuro, que reaccionan aún más con los iones de hierro producidos por la corrosión para formar sulfuro de hierro (reacciones 1 y 2), participando así y acelerando el proceso de corrosión.

En la actualidad, los científicos tienen una comprensión preliminar del mecanismo de la corrosión microbiana y han propuesto una variedad de medidas para prevenir y controlar la corrosión microbiana [1]. Por ejemplo:

(1) Tecnología de superficie: el recubrimiento actúa como una barrera para alisar la superficie del metal y reducir la adhesión microbiana. Actualmente se están desarrollando recubrimientos orgánicos que resisten la contaminación biológica y se han utilizado ampliamente para la protección de tuberías enterradas, paredes exteriores de edificios y materiales estructurales marinos.

(2) Protección electroquímica: la protección catódica puede causar corrosión del metal; Se suprime la migración de electrones en el proceso, evitando o debilitando la aparición de corrosión. Por lo tanto, se puede utilizar un potencial de protección catódica más bajo para controlar la corrosión anaeróbica del acero causada por microorganismos. Al mismo tiempo, el uso combinado de protección catódica y recubrimientos orgánicos también puede compensar eficazmente las deficiencias de la degradación de los recubrimientos orgánicos; p>

(3) Inhibidores biológicos: actualmente, se inyectan bactericidas en los sistemas de agua industriales, que también pueden usarse como método para prevenir la corrosión bacteriana.

(4) Monitoreo en tiempo real: la mayoría; La corrosión se puede controlar mediante un seguimiento temprano. Se toman medidas para frenar la corrosión y evitar accidentes. Por tanto, monitorear el crecimiento, cantidad y espesor del biofilm durante el proceso de corrosión también nos ayudará a tomar medidas de control.

A través de los casos anteriores, vemos que el poder de los microorganismos no puede subestimarse. Sólo comprendiendo la corrosión microbiana, controlándola y utilizando la corrosión microbiana podemos proteger los equipos industriales. La complejidad de la corrosión microbiana está destinada a ser una lucha a largo plazo. Los científicos nacionales y extranjeros han estado tomando medidas, trabajando juntos y aportando sus talentos. ¡Declaremos la guerra a la corrosión microbiana y luchemos hasta el final!

Referencias:

[1] Lin Jian, Zhu Guowen, Sun Cheng, Han Enhou, Gao Liqun, Zhang Shuquan Corrosión microbiana de metales [J]. , 2001, 13(5).

[3] Sherar B W A, Power I M, Keech P G, et al. Caracterización del efecto de la exposición del acero al carbono en soluciones que contienen sulfuro a la corrosión inducida por microbios [J]. Science, 2011, 53(3).

[4] Huang Ye, Liu Shuangjiang, Jiang Chengying. Progreso de la investigación sobre la corrosión microbiana y los mecanismos de corrosión [J]. /p>