652 matches
-
se vor căuta și sublinia întotdeauna elementele de generalizare care, așa cum s’a arătat în §2.2.4, nici nu sunt prea greu de găsit. Este de la sine înțeles că fenomenul denumit generic fouling biologic presupune existența a doi factori: abiotic (mediul și instalația), respectiv cel biotic (organismele). 2.3.1. Abioticul Abioticul, adică sediul foulingului biologic, înseamnă o incintă care conține sau este conținută într’o cantitate de apă cu anumite proprietăți. Așa cum am arătat puțin mai sus, vom apela
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
s’a arătat în §2.2.4, nici nu sunt prea greu de găsit. Este de la sine înțeles că fenomenul denumit generic fouling biologic presupune existența a doi factori: abiotic (mediul și instalația), respectiv cel biotic (organismele). 2.3.1. Abioticul Abioticul, adică sediul foulingului biologic, înseamnă o incintă care conține sau este conținută într’o cantitate de apă cu anumite proprietăți. Așa cum am arătat puțin mai sus, vom apela, exemplificator, la o instalație de răcire cu turnuri, fără a știrbi
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
a arătat în §2.2.4, nici nu sunt prea greu de găsit. Este de la sine înțeles că fenomenul denumit generic fouling biologic presupune existența a doi factori: abiotic (mediul și instalația), respectiv cel biotic (organismele). 2.3.1. Abioticul Abioticul, adică sediul foulingului biologic, înseamnă o incintă care conține sau este conținută într’o cantitate de apă cu anumite proprietăți. Așa cum am arătat puțin mai sus, vom apela, exemplificator, la o instalație de răcire cu turnuri, fără a știrbi cu
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
tehnologic, fapt datorat prezenței unui nivel superior de organizare a materiei, anume nivelul biologic. 2.3.2.1. Considerațiuni generale Bioticul, adică ceea ce se depune pe pereții instalației, este departe de a fi exclusiv biotic. El are și o componentă abiotică pe care, deși o consecință exclusivă a activității organismelor, o vom trata mai întâi, pentru simplul motiv că nu mai intervine în tratarea subiectului. a. Componenta abiotică are un dublu caracter, anume anorganic și organic. Totodată, ea are un nou
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
instalației, este departe de a fi exclusiv biotic. El are și o componentă abiotică pe care, deși o consecință exclusivă a activității organismelor, o vom trata mai întâi, pentru simplul motiv că nu mai intervine în tratarea subiectului. a. Componenta abiotică are un dublu caracter, anume anorganic și organic. Totodată, ea are un nou dublu caracter, anume proveniența biogenă, respectiv abiogenă. Și vom începe cu sfârșitul/consecința, arătând că partea abiogenă se referă la tot ceea ce este adus de vânt în
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
urmare a activității organismelor, cum sunt formațiunile gelatinoase, calcaroase ori feruginoase discutate mai sus. Nu există deosebiri principiale în ceea ce privește alte genuri de fouling, ci doar de nuanță. întrucât rolul determinant în manifestarea efectelor foulingului biologic îl joacă componenta biotică, cea abiotică fiind o consecință, măcar pentru că are nevoie de 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
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 să capteze fie alte organisme, fie particule abiotice 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
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 ciuperci au membrana gelificată [84], cele arătate capătă o relevanță
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ale acestora reducând foulingul biologic cu doar 50% [78]. Având o mare putere de adaptare în ceea ce privește natura substratului, briozoarele au o poziție privilegiată între 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
organisme. Gradul de agresivitate al solului este cu atât mai mare cu cât are un potențial redox mai mic [16]. Este vorba de un paradox, întrucât coroziunea este o oxidare, dar unul aparent dacă luăm în discuție nu o coroziune abiotică, ci una biotică când, într’adevăr, mediile reducătoare oferă condițiile cele mai bune heterotrofelor, acelora deci care provoacă biocoroziunea. 2.3.2.2.2. Organisme autotrofe 2.3.2.2.2.1. Bacteriile Bacteriile autotrofe pot fi de două feluri
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
reduși, situație ce necesită o analiză specială, menită a demonstra că nu este vorba de excepții de la regula autotrofiei. Anume, în concepția noastră [88], primele organisme au fost heterotrofe, folosind ca sursă de energie compuși organici reduși, sintetizați anterior pe cale abiotică. Sărăcirea mediului în acești compuși, ca și oxidarea mediului (consecutivă atunci aceleiași sărăciri în substanța reducătoare) a determinat trecerea la autotrofie, fapt care s’a realizat pe două căi paralele, dar totuși decalate ca moment de start: chemotrofia, utilizând energia
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
armătură“ la nivelul foulingului biologic și motivul aderării unor particule străine. Crustele de Fe(OH)3 pot deveni, odată cu moartea bacteriei, ca și în cazul protozoarelor (v. §2.3.2.2.1.3), depozite persistente, adăugate mereu, ca o componentă abiotică dar biogenă a foulingului. Din punct de vedere foulingogen, aceste bacterii, care intră în constituția segmentului autotrof al biocenozei foulingului biologic, constituie o alternativă, ca bază trofică, la alge (atenție! atunci când se atacă baza trofică prin algicide, se riscă a
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
atunci când condițiile de mediu revin la normal [84], abandonând-o întru îngroșarea foulingului biologic; oscilațiile induse biocenotic ale rH-ului amintite supra, au un rol „catalitic“ asupra formării și abandonării acestor structuri silicioase. Pe lângă evidența contribuției la acumularea de material abiotic în fouling, atragem atenția asupra faptului că fenomenul este favorizat și de fluctuațiile (voite sau accidentale) parametrilor de funcționare ai instalațiilor de răcire. Alte alge (dinoflagelatele) realizează același lucru (închistarea), dar pe baza CaCO3 [84]. Unele alge albastre au posibilitatea
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
respectiv a substratului solid sunt electronegative cel mai adesea [85], același autor atribuind în plus unor cationi bivalenți rolul de punte de legătură, fapt care a generat o interpretare quasicoloidală a procesului. Din caracterul electronegativ al suprafețelor implicate - biotică și abiotică - am putea afla indirect că o electronegativitate exagerată a suprafeței substratului - e cazul polarizării catodice (v. §3.2.3.2) - ar putea fi benefică pentru protecția antifouling. Această primă etapă în instalarea foulingului biologic este una activă, materializată în apropierea
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
se află și organisme care mor; acest material desprins cauzează înfundări, mai ales în zone înguste, precum coturi, fitinguri, armături. înfundările cauzate de foulingul biologic sunt cu atât mai grave cu cât materialul are atât o granulometrie deosebit de variată (partea abiotică) cât și calități plastice și fibroase (partea biotică), astfel încât o „armătură“ realizată inițial de câteva bucăți de material căzut este rapid completată până la înfundarea completă. Dar, cum foulingul biologic este manifestarea tendinței vieții de a coloniza orice spațiu, noțiunea trebuie
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
Foulingul biologic este o „formațiune pionier“, care se instalează deci prima în spațiul tehnologic, iar în lipsa unei opoziții tehnologice ferme, el va înlesni colonizarea biologică a acelui spațiu. Este vorba de așa-numita succesiune ecologică [96]: pe substratul nud și abiotic (chiar dacă acela este o cochilie care adăpostește încă organismul care a secretat-o, el este tot lipsit de viață) se instalează, rând pe rând (deși următorul nu exclude complet pe predecesor ci doar dobândește hegemonia), bacterii fotosintetizante/alge, licheni, mușchi
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
biologic provoacă ionizarea metalului, în general oxidarea materialelor de construcție a suprafețelor expuse lui. Spre deosebire de coroziunea propriu-zisă - chimică și electrochimică -, aceea biologică este mai complexă; dacă în primul caz sunt implicate metalul/suportul predispus fenomenului și mediul agresiv, două elemente abiotice, ascultând ambele doar de legi de nivel fizic și chimic caracteristice unui anume nivel de organizare a materiei, în al doilea caz între metal și mediu se interpun organismele; sistemul binar metal- mediu devine ternar, iar noul element, de astă
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
celule există, în mod firesc, interstiții care conferă acestui strat (m) proprietăți de membrană semipermeabilă. Această membrană delimitează două faze: o peliculă de apă între ea și metalul suport (i), respectiv restul apei (e). Într’un astfel de sistem - chiar abiotic ca natură a membranei - cationii migrează întotdeauna din faza reducătoare spre cea oxidantă [22], condiții ce sunt îndeplinite de sistemul concret, biotic. Anume, la interfața metal-apă, apa suportă un proces de reducere pe seama oxidării (ionizării) metalului (v. și §3.2
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
prin solubilizare de către organisme, iar următoarea, dezechilibrarea redox dintre faze, în sensul reducerii aceleia adiacente peretelui, este sugerată de caracterul bazic (reducător deci) al betonului. Modelul membranar capătă o conotație generalizatoare: el se poate aplica și în cazul coroziunii electrochimice (abiotice), membrana fiind reprezentată de stratul de rugină sau pelicula de vopsea, ambele poroase etc. 2.3.4.4.2. Mecanismul modulator redox Organismele au tendința de a modifica rH-ul mediului, prin secreția de substanțe alelopatice, de fapt modulatori redox
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
apare necesarmente un transfer al apei din zona anodică în cea catodică, cu o conotație izoosmotică (fig. 67). Că ambii produși de reacție finală, hidroxidul și sarea, pot fi insolubile sau doar unul, nu face decât să îngroașe, prin material abiotic, stratul de fouling, adică să amplifice efectele foulingului biologic, generând și consecințe fizice prin precipitate. Depunerea neuniformă (din punct de vedere cantitativ) a foulingului biologic face ca accesul la stratul laminar (necesarmente, din punct de vedere fiziologic, a exista între
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
de deșeu al viețuirii) -, ci și a unei largi diversități de substanțe alelopatice secretate de acele organisme, fiecare putând genera un gradient de concentrație. Motiv pentru care neuniformitatea unui strat (pelicule) biotic este mai nocivă decât aceea a unei pelicule abiotice. 2.3.4.4.5. Mecanismul depolarizare Depolarizarea sau deplasarea echilibrului este favorizată de prezența organismelor, cu atât mai mult cu cât, în foulingul biologic, ele sunt și diverse și organizate/echilibrate, implicit pot acționa concomitent asupra produșilor de reacție
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
produșilor de reacție ai ambelor procese de electrod. Acțiunea este de fapt un consum, care stimulează desfășurarea acelor procese, evitând o blocare a lor prin feed back. În antiteză, eliberarea spațiului de reacție de electrod în cazul unei coroziuni electrochimice abiotice decurge mai lent, ca urmare doar a unor procese de difuzie, în cel mai bun caz printr’un consum chimic. Așa cum este și firesc, depolarizarea va conduce la deplasarea curbelor de polarizare (ambelor, în cazul instalării unei biocenoze, în antiteză
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ca urmare doar a unor procese de difuzie, în cel mai bun caz printr’un consum chimic. Așa cum este și firesc, depolarizarea va conduce la deplasarea curbelor de polarizare (ambelor, în cazul instalării unei biocenoze, în antiteză cu influența factorilor abiotici, adesea activi doar asupra uneia dintre curbe (v. fig. 10)) în sensul creșterii curentului de coroziune. Aceasta pentru că segmentul autotrof al biocenozei, mai precis unul chemoautotrof, oxidează - deci consumă - fierul, obținând astfel electronii - sursa lui de energie -, iar acela heterotrof
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
al aplicării vopselelor biocide (v. §3.2.2), însă „regenerativă“ ori ieftină. 3.2.1. Dezoxigenarea apei de răcire [127] O metodă este tratarea apei cu șpan de fier. Metoda este de mult timp cunoscută însă, dacă pentru limitarea coroziunii abiotice eliminarea oxigenului din apă este o explicație suficientă, pentru limitarea coroziunii promovate biologic nu s’a putut da o explicație satisfăcătoare, cu atât mai mult cu cât autotrofele nu au nevoie de oxigen. În contextul concepției noastre generale, explicăm efectul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
are loc, având în vedere imposibilitatea lor de a trăi în acest mediu. Practic, aceasta înseamnă punerea sub un potențial, relativ redus, a suprafeței (metalice). Este de preferat potențialul negativ, atât din motivele electrochimice arhicunoscute, protecția suprafeței metalice față de coroziunea abiotică, dar și de aceea consecutivă transformării suprafeței într’un anod, cât și pentru că rH-ul reducător al stratului laminar blochează dezvoltarea producătorului primar, deci implicit a întregului lanț trofic. Verificarea experimentală a acestor considerații a comportat mai multe variante succesive
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]