3,019 matches
-
și implicit o soluție corectă a problemei de față, în care se implică atât abioticul cât și bioticul, presupune abordarea fiecărui aspect conform specificului său, dar într’un cadru unitar. Mai mult, așa cum s’a arătat mai sus (§2.1), coroziunea biologică este de fapt una electrochimică favorizată biologic astfel încât cheia abordării problemei aparține factorului biotic, căruia îi este proprie fiziologia. Așa cum este abordată în prezent, fiziologia poate fi intuitiv modelată ca o seamă de funcții stabilite între cauze și efecte
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
coroborat cu diversitatea raporturilor cu substratul, permite constituirea unui ecosistem exclusiv microbiologic, reflectarea etapei primordiale a vieții, în care ele erau o prezență exclusivă. Prezența chemoautrofiei, de altfel absentă la organismele pluricelulare, face din microorganisme cele mai redutabile protagoniste ale coroziunii electrochimice favorizate biologic. Deși de o complexitate deosebită, amintită atât de expeditiv, domeniul microbiologiei va fi prezent în cele ce urmează prin doar două aspecte, dar care interesează direct tema globală în discuție. Este vorba de determinismul redox al dezvoltării
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
fi prezent în cele ce urmează prin doar două aspecte, dar care interesează direct tema globală în discuție. Este vorba de determinismul redox al dezvoltării microorganismelor și cel al biosintezei unor substanțe secretate, adică formarea foulingului biologic, respectiv a agenților coroziunii. 2.2.2.3.1.1. Determinismul redox al dezvoltării microorganismelor S’a observat că organismele se pot dezvolta normal numai între limite stricte ale rH-ului mediului. Astfel, particularizând, dezvoltarea diferitelor microorganisme nu este posibilă decât în medii cu
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
primul sub aspectul cantitativ al foulingului biologic, secundul sub cel - calitativ - al secreției de substanțe corosive sau potențial corosive. Amintim acum, referitor la paragraful anterior că, dintre cei patru compuși menționați acolo, doar acidul lactic poate fi incriminat de o coroziune chimică (interesant este faptul că în domeniul reducător - propriu lui - acel Bacillus subtilis provoacă coroziune, în subsidiar desigur, dar sub rezerva că un autotrof oarecare - care de fapt nu poate trăi în acele condiții - îi va furniza nu atât energia
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
corosive sau potențial corosive. Amintim acum, referitor la paragraful anterior că, dintre cei patru compuși menționați acolo, doar acidul lactic poate fi incriminat de o coroziune chimică (interesant este faptul că în domeniul reducător - propriu lui - acel Bacillus subtilis provoacă coroziune, în subsidiar desigur, dar sub rezerva că un autotrof oarecare - care de fapt nu poate trăi în acele condiții - îi va furniza nu atât energia cât condițiile optime viețuirii lui pe termen lung). 2.2.2.3.2.1. Determinismul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
realiza în același mod ca și la plantele superioare, prin modularea de rH-uri reducătoare, însă condițiile devin mai drastice. Așa cum se va vedea mai departe, domeniul extrem oxidant, fie și numai din punct de vedere fiziologic, nu și al coroziunii consecutive a substratului, nu este abordabil în scopul enunțat de secțiunea de față. Condițiile necesar a fi îndeplinite sunt cu atât mai dificile cu cât algele sunt mai puțin specializate decât plantele superioare, ele având și posibilitatea abordării unui metabolism
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
aceluia tisular al animalului [67]. Revenind la figura 41, este de remarcat că efectul asupra mediului (ΔrH definind diferența dintre rH-ul mediului după și înaintea unui interval de viețuire a organismului) este oxidativ, cu alte cuvinte apt a genera coroziune. Tot de o dependență de tip compensator de rH-ul mediului poate fi vorba și în cazul unor parametri biochimici susceptibili a fi extrapolați/particularizați la sinteza unor substanțe inductoare de coroziune, ca suport material al aptitudinii corosive a mediului
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
este oxidativ, cu alte cuvinte apt a genera coroziune. Tot de o dependență de tip compensator de rH-ul mediului poate fi vorba și în cazul unor parametri biochimici susceptibili a fi extrapolați/particularizați la sinteza unor substanțe inductoare de coroziune, ca suport material al aptitudinii corosive a mediului oxidant amintit. În acest sens, un studiu rămas inedit [68] a constatat tipul compensator al tuturor parametrilor biochimici investigați, fie ei materializați în proteine - în genere - sau enzime - catalizatori ai unor procese
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
antifouling -, în condițiile unor debite de apă mari, este necesar fie un timp de staționare în dispozitivul de modulare prea mare și, implicit dimensiuni excesive ale acestuia, fie o mărime inacceptabilă a consumului de energie. 2.2.4. Aspecte concluzive Coroziunea biologică este de fapt o coroziune electrochimică, dar facilitată biologic, mai rar și particular una chimică (biochimică), de asemenea facilitată biologic. Degradarea entropică a materialului, firescă termodinamic și în absența vreunui organism, este „catalizată“ deci de o seamă de organisme
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
apă mari, este necesar fie un timp de staționare în dispozitivul de modulare prea mare și, implicit dimensiuni excesive ale acestuia, fie o mărime inacceptabilă a consumului de energie. 2.2.4. Aspecte concluzive Coroziunea biologică este de fapt o coroziune electrochimică, dar facilitată biologic, mai rar și particular una chimică (biochimică), de asemenea facilitată biologic. Degradarea entropică a materialului, firescă termodinamic și în absența vreunui organism, este „catalizată“ deci de o seamă de organisme, care acumulează astfel negentropie. Tradusă în
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
partea abiogenă se referă la tot ceea ce este adus de vânt în turnurile de răcire (nisip, praf, pământ), ceea ce provine din eroziunea componentelor din beton ale turnurilor de răcire, ori prin corodarea selectivă a betonului (indiferent dacă chimică sau biologică, coroziunea va consuma anumite componente ale betonului, mai labile, precum liantul; nisipul și agregatele cuarțoase au astfel șanse mari de a deveni o componentă abiogenă a foulingului) și, în sfârșit, săruri insolubile precipitate din apă și produși de coroziune insolubili ai
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
sau biologică, coroziunea va consuma anumite componente ale betonului, mai labile, precum liantul; nisipul și agregatele cuarțoase au astfel șanse mari de a deveni o componentă abiogenă a foulingului) și, în sfârșit, săruri insolubile precipitate din apă și produși de coroziune insolubili ai componentelor metalice ale instalației. Substanțele organice abiogene provin de asemenea din erodarea și biocorodarea (ex.: de către Aspergillus și Penicillium [16]) a componentelor nemetalice ale instalației sau din pământul adus de vânt sau de apa de adaos. b. Componenta
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
prima ca substrat de aderare, ne vom referi în continuare aproape doar la „componenta biotică a foulingului biologic“ - expresie corectă, dar complicată - sub titlul generic de „fouling biologic“. 2.3.2.2. Componența foulingului biologic Organismele implicate în procesele de coroziune aparțin mai multor categorii: autotrofe (alge, bacterii [16]) și heterotrofe (bacterii, protozoare, fungi (ciuperci), nematode [16], briozoare [78], crustacee [80, 81], moluște [81]), pe care le vom prezenta în continuare, analizând în același timp caracterul auto , respectiv heterotrof, ca și
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
materie, [32], le denumește sulfat reducătoare, ni se pare mai adecvată prima denumire, știind că ele folosesc nu numai sulfați, dar și sulfiți și tiosulfați), aparțin genului Desulfovibrio (forma nesporulată) și genului Desulfatomaculum (forma sporulată). Cel mai însemnat rol în coroziune este atribuit genului Desulfovibrio [16]. Câteva caractere, ale câtorva specii, așa cum sunt prezentate de [16], sunt amintite în tabelul 2 ca material faptic pentru clasificarea rațională promisă. Bacteriile genului Desulfovibrio sunt prezente și în sol, unde provoacă coroziunea conductelor metalice
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
rol în coroziune este atribuit genului Desulfovibrio [16]. Câteva caractere, ale câtorva specii, așa cum sunt prezentate de [16], sunt amintite în tabelul 2 ca material faptic pentru clasificarea rațională promisă. Bacteriile genului Desulfovibrio sunt prezente și în sol, unde provoacă coroziunea conductelor metalice, în prezența sulfaților, la valori scăzute ale concentrației de oxigen liber [12], adică în condiții reducătoare. Necesitatea unor substanțe organice reduse, precum peptona, aminoacizii, alcoolii, glucoza, iar pentru unele specii chiar hidrogenul [16], pledează pentru caracterul heterotrof al
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
a raportat, în număr mic ce-i drept (2 indivizi/ mL), prezența lor [82]. Acestor bacterii li se atribuie corodarea exterioară și interioară a conductelor, mărind viteza de corodare a fierului cu 60%. Li se atribuie de asemenea 77% din coroziunea echipamentului de pompare la extracția petrolului [16]. Alte cazuri de coroziune s’au semnalat la sisteme de încălzire și la construcții submerse [32]. Însă, caracterele lor, pe care le vom discuta în continuare, ne determină să afirmăm că ele nu
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
prezența lor [82]. Acestor bacterii li se atribuie corodarea exterioară și interioară a conductelor, mărind viteza de corodare a fierului cu 60%. Li se atribuie de asemenea 77% din coroziunea echipamentului de pompare la extracția petrolului [16]. Alte cazuri de coroziune s’au semnalat la sisteme de încălzire și la construcții submerse [32]. Însă, caracterele lor, pe care le vom discuta în continuare, ne determină să afirmăm că ele nu produc o coroziune directă, în sensul atacului direct al metalului. În
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
pompare la extracția petrolului [16]. Alte cazuri de coroziune s’au semnalat la sisteme de încălzire și la construcții submerse [32]. Însă, caracterele lor, pe care le vom discuta în continuare, ne determină să afirmăm că ele nu produc o coroziune directă, în sensul atacului direct al metalului. În primul rând, ele sunt strict anaerobe [16], ceea ce arată că ele necesită un rH optim foarte reducător. Faptul că ele reduc sulfați, chiar tiosulfați - de care au nevoie strictă în mediu - până la
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
mediului (v. §3.2.3.1.1). Am putea spune chiar că aceste bacterii protejează metalul, asigurându-i un mediu proximal reducător. Numai că ele, căutând vecinătatea fierului, sunt tentate a adera la suprafața metalului, fiind de așteptat provocarea unei coroziuni indirecte prin depolarizare locală, aerare diferențiată, producerea de modulatori redox ori printr’un mecanism de tip membranar (v. §2.3.4.4). De altfel, [16] arată că Desulfovibrio rübentschicki este caracterizată de o putere depolarizatoare pronunțată, generând în consecință pile
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ale foulingului biologic, iar celelalte, de importanță mai redusă, parazitează unele dintre organismele din componența acestuia. Acțiunea oxidativă a ciupercilor, exercitată asupra mediului lor de viață, se materializează în secreția unor acizi organici (tartric, citric, oxalic [16]), deci generează o coroziune chimică a metalelor; nevoile de microelemente, ca Mg și Fe, ale ciupercilor [84] sunt asigurate tocmai de atacul metalului de către acești acizi. Unii fungi, precum Aureobasidium boleyi, Caniothrium fuckelli, Phialophora mustea, Plectosphaerella cucumeris, Robillarda sessilis și o drojdie, Ctyptococcus albidus
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
de fapt un plasmodiu ramificat; miceliul (4), formă evoluată, deosebită de celelalte trei ca fiind un filament (hifă) rezultat prin juxtapunerea lineară a foarte multe celule, inclusiv cu ramificarea hifelor. Primele două forme (1, 2) sunt responsabile în special de coroziunea prin depolarizare (prin consumarea oxigenului) (v. §2.3.4.4.5), aerare diferențiată (v. §2.3.4.4.3), precum și altele ce presupun aderarea la substrat. Lipsa, în numeroase cazuri, a unei membrane, face ca plasmodiul deja aderat pe substrat
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
diverse, deci se constată o implicare a acestor forme morfologice în efectele mecanice, hidraulice și termice ale foulingului biologic. Cele două ultime forme morfologice (3, 4) sunt responsabile în special de efecte mecanice, hidraulice și termice, nu neapărat de inițierea coroziunii, prin aspectul pâslos, rugos, ușor de îmbâcsit cu particule abiotice, pe care îl capătă depunerea biotică; în cele din urmă hifele, care sunt relativ lungi, constituie un fel de armătură a depozitului. Dacă la toate acestea adăugăm faptul că unele
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
reamintim acum rolul de „armătură“ a foulingului biologic jucat de miceliul ciupercilor (v. §2.3.2.2.1.2). Protozoarele nu sunt cunoscute ca generatoare de substanțe corosive. Contribuția protozoarelor este deci cea foulingogenă, cu efectele aferente unor mecanisme de coroziune bazate pe aerarea diferențiată (v. §2.3.4.4.3), gradient de concentrație (v. §2.3.4.4.4), modulare redox (v. §2.3.4.4.2), membrană (v. §2.3.4.4.1). Protozoarele modifică însă, ca urmare a
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
speciile componente ale foulingului biologic [78]. Ele se pot fixa practic pe orice material, biotic sau abiotic: cel puțin formele marine se pot fixa pe alge (pluricelulare), fanerogame, moluște, crabi, piatră, lemn, sticlă, metal, beton, cauciuc, textile [78, 94, 95]. Coroziunea provocată de briozoare este bazată în special pe mecanismele aerare diferențiată [78] (v. §2.3.4.4.3) și gradient de concentrație (v. §2.3.4.4.4). Alte date privind briozoarele sunt prezentate rezumativ în tabelul 6. 2.3
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
De aici rezultă și variabilitatea participării lor la constituirea foulingului biologic, putând exista momente în care ele sunt prezente, altele când sunt absente, respectiv momente de populare cu mai multe sau mai puține specii. Urmare a celor discutate, rolul în coroziune al animalelor superioare este mai redus și mai ales lipsit de un criteriu de caracterizare/cuantificare. Ele își aduc o contribuție în coroziune numai ca urmare a unui mecanism bazat pe modularea redox a mediului. Rolul foulingogen al lor este
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]