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BIOCORROSIÓN: DIAGNÓSTICO Y CONTROL EN POZOS DE AGUA DEL
DESIERTO DE ATACAMA.
Pamela Chávez Crooker***, Lorena Rojas Barraza*, Eduardo Alvarez*, Andrea
Contreras**, Denisse Quiroga*, Johanna Obreque**.
*Laboratorio de Biotecnología y Biología Molecular (LBBM), Departamento de
Acuicultura, FAREMAR, Universidad de Antofagasta.
**CICITEM, Centro de Investigación Científico y Tecnológico Minero. CONICYTGORE.
RESUMEN
El estudio de la corrosión mediada por microorganismos es un área de la investigación que
en Chile ha sido escasamente desarrollada. Recientemente, el Laboratorio de Biotecnología
y Biología Molecular (LBBM) miembro del CICITEM, inició el proyecto INNOVACORFO, 04CR7PXD-10 “Control de la Biocorrosión en las empresas mineras de la II
Región”. Este proyecto pretende describir el fenómeno de biocorrosión a través del
entendimiento y diferenciación de la biocorrosión con respecto a la corrosión química.
Entendiendo los mecanismos, proponer tecnologías de control de la biocorrosión en pozos
de alimentación de agua en la II Región. Actualmente, basados en la investigación en
desarrollo, se han generado diversos productos y servicios disponibles para implementar
diagnóstico y control del problema.
INTRODUCCIÓN
En Chile, el 21.6% del Producto Interno Bruto (PIB) corresponde a la actividad minera del
cobre. El año 2006, nuestro país produjo el 35,2% del cobre mundial, correspondiendo a
5.360.800 tm de cobre fino, confirmándose como el mayor productor de cobre a nivel
mundial. Dentro de nuestro país, la región de Antofagasta lidera la extracción de este metal
con un 54,5%.
Considerando que nuestra región se caracteriza por ser una zona muy árida, donde la mayor
reserva acuífera se encuentra en el subsuelo y sabiendo que el agua cumple un rol
importante en el desarrollo de la actividad minera tanto para los procesos extractivos y de
procesamiento, como para el mantenimiento de los campamentos mineros, es prioritario la
buena explotación de este recurso.
El agua subterránea mana siempre donde el nivel o superficie freática intercepta la
superficie terrestre. Cuando no hay surgencias naturales, se puede acceder al agua
subterránea a través de pozos, perforaciones que llegan hasta el acuífero y se llenan
parcialmente con el agua subterránea, siempre por debajo del nivel o superficie freática. El
agua se puede extraer por medio de bombas.
Normalmente, los sondajes para la captación de aguas subterráneas se revisten con tuberías
de acero al carbono (Fig. 1).
Fig. 1. Diagrama de un pozo de agua subterránea, con una ampliación de la criba.
Con el paso del tiempo el rendimiento del pozo de agua va bajando, se produce una
disminución del caudal y en ocasiones, llega a no ser posible la extracción.
En algunos casos, este efecto puede ser debido al descenso del nivel del acuífero por la
propia explotación, pero también suele obedecer a un envejecimiento prematuro de las
tuberías metálicas filtrantes (cribas) y ciegas (casing), que sufren con el tiempo procesos de
corrosión e incrustación.
La solución a este problema solía ser la construcción de un
nuevo pozo, pero actualmente el planteamiento ha cambiado, y se recurre a técnicas de
regeneración o, mejor aún, de prevención.
La corrosión que se genera, la clásica herrumbre (óxido de hierro) (Fig. 2) es la corrosión
húmeda, un proceso electroquímico que necesita para desarrollarse tres elementos
fundamentales:
¾ ánodo, zona de la superficie metálica donde se desarrolla específicamente la
corrosión
¾ cátodo, zona de la superficie metálica que permanece inalterable
¾ electrolito, medio líquido conductor de electrones. Cuanto mayor sea la
conductividad del electrolito, mayor será la agresividad corrosiva. En un agua
salina, que tiene conductividad alta, cualquier pila de corrosión va a tener gran
actividad, y por tanto los procesos de corrosión se van a desarrollar a gran
velocidad. Un agua dulce va a ser poco conductora, la pila de corrosión va a tener
poca actividad y la velocidad de corrosión va a ser pequeña
Fig. 2. Mecanismo de corrosión sobre superficies metálicas sumergidas en electrolito
El Laboratorio de Biotecnología y Biología Molecular de la Universidad de Antofagasta, ha
investigado respecto a la participación bacteriana en el proceso corrosivo.
La biocorrosión, corrosión microbiana o corrosión influenciada por microorganismos
(MIC) se ha comprobado como un grave problema que afecta a metales y aleaciones
empleados en las Industrias que están sumergidos en un medio líquido. De acuerdo a la
Fig.3, en un microambiente propicio, se produce un ataque bacteriano a la superficie
metálica; luego, estos microorganismos sésiles colonizan la superficie multiplicándose y
produciendo un slime o limo que sirve para adherir las bacterias, formándose un bulk
producto del crecimiento bacteriano y sus productos metabólicos como los exopolisacáridos
(EPS), creando un ambiente agresivo para la estabilidad química de los metales.
Fig. 3. Ataque bacteriológico a la superficie metálica.
AISLAMIENTO DE BACTERIAS
El LBBM aisló desde cañerías de pozo de agua subterráneas bacterias, las cuales fueron
probadas como bacterias que inducen la biocorrosión:
¾ Se tomaron muestras de distintos sectores de tuberías corroídas de la mina
subterránea de cobre “Mansa Mina”, ubicada a 250 kilómetros al noroeste del
puerto de Antofagasta (II Región), con una profundidad de pique de 300 metros Las
muestras fueron mantenidas en frascos herméticos en oscuridad a temperatura
ambiente.
¾
¾ Para iniciar el aislamiento bacteriano, se utilizó el método BART (Biological
Activity Reaction Test), que consiste en una serie de tubos con medios de cultivo
específicos liofilizados que producen una serie de reacciones colorimétricas en
función del tipo de microorganismos presentes en una muestra de agua. Se
utilizaron tres tipos de test BART: IRB, SRB y SLYM consorcios bacterianos
reconocidos que influyen en la biocorrosión. Hubo resultados positivos para los tres
tipos de test. En medios de cultivo sólidos específicos se hicieron crecer cada uno
de los tipos bacterianos para luego aislar las diferentes cepas.
¾ Todas las cepas aisladas fueron sometidas a un estudio molecular para determinar
grupos de patrones similares.