el papel de los microorganismos en el biodeterioro y …
TRANSCRIPT
1
EL PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL BIODETERIORO Y LA
CONSERVACIÓN DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN: METALES Y CONCRETO
MARIA CAMILA RIVERA SERNA
Proyecto de Grado
Dirigido por: Liliana Reyes Valderrama
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE CIENCIAS
BOGOTÁ, D.C.
2015
2
TABLA DE CONTENIDO
Resumen ........................................................................................................................................ 4
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 4
2. BIODETERIORO DE CONCRETO ......................................................................................... 6
2.1. Biocorrosión del concreto por ácido sulfúrico .......................................................... 7
2.1.1. Producción de sulfuro de hidrogeno (𝑯𝟐𝑺) ............................................................ 8
2.1.2. Reducción del pH, sucesión microbiológica, generación de ácido sulfúrico. .. 9
2.1.3. Acción del ácido sulfúrico (𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒) en la matriz de concreto ........................... 10
2.1.4. Prevención del biodeterioro del concreto por acción del (𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒) ................. 11
2.2. Erosión y corrosión del concreto reforzado ............................................................ 12
3. BIODETERIORO DE METALES .......................................................................................... 13
3.1. Biopelículas .................................................................................................................... 14
3.1.1. Bacterias sulfato reductoras (SBR) ........................................................................ 15
3.1.2. Bacterias reductoras de nitrato (NRB) ................................................................. 16
3.1.3. Bacterias oxidantes de hierro (BOFe) ................................................................. 17
3.2. Rotura de películas protectora naturales ................................................................ 17
3.3. El papel de los hongos en el biodeterioro de metales ............................................ 17
3.4. Caracterización de corrosión inducida por microorganismos ............................ 19
4. USO DE MICROORGANISMOS EN LA CONSERVACIÓN DE EDIFICACIONES Y
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. .......................................................................................... 19
4.1. Biomineralización, precipitación de carbonato de calcio ..................................... 19
4.1.1. Aplicaciones de la biomineralización (Concreto) ............................................... 20
4.1.2. Biomineralización y propiedades físico-químicas del concreto ...................... 21
4.1.2.1. Fuerza de compresión .......................................................................................... 21
4.1.2.2. Permeabilidad ........................................................................................................ 22
3
4.2. Nanopartículas de plata ............................................................................................... 22
5. CONCLUSIONES................................................................................................................... 23
6. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 24
4
EL PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL BIODETERIORO Y LA CONSERVACIÓN DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN: METALES Y
CONCRETO
Resumen
El concreto y los metales, son materiales usados a nivel mundial para la construcción de todo tipo
de obras, desde edificios, hasta redes de distribución de servicios públicos. Estos materiales son
susceptibles a procesos de corrosión, y los costos asociados a su reparación y el remplazo,
ascienden a billones de dólares anuales. Un porcentaje significativo de los daños es producido por
la actividad de microorganismos, lo cual se denomina biodeterioro y puede involucrar la presencia
de una o varias especies microbianas. Generalmente es la interacción de factores ambientales y
biológicos lo que conduce al desgaste de las estructuras. Los microrganismos contribuyen al
proceso mediante la liberación de productos resultantes de su actividad metabólica, tales como
ácidos, o provocando que se desencadenen reacciones redox por la presencia de biopelículas, las
cuales cambian las condiciones químicas del microambiente adyacente a la superficie del
material. A pesar del problema que la actividad de algunos microorganismos constituye para la
ingeniería, existen algunos casos en los cuales éstos pueden llegar a representar soluciones, al
prevenir o corregir el deterioro, como ocurre en la biomineralización, que ayuda a disminuir la
permeabilidad y corrosión del concreto, evitando el ingreso de cloruros e incluso promover una
mejoría importante de sus propiedades. En el presente trabajo se realizó una revisión de algunos
procesos que conducen al biodeterioro, de posibles estrategias de mitigación y de la aplicación de
microrganismos en la conservación de infraestructuras.
1. INTRODUCCIÓN
Uno de los principales retos que afronta actualmente la ingeniería, es el desarrollo de
materiales de construcción con características que permitan la mayor durabilidad y resistencia
de las estructuras. Con ello se busca reducir los elevados costos que representa el
mantenimiento y el remplazo de diferentes obras urbanas, debido al deterioro causado por
distintos factores tanto ambientales como biológicos. El biodeterioro de materiales no solo
afecta el sector de la construcción, sino que también tiene un impacto directo en los sectores
económicos relacionados. Ejemplo de ello son el sector de servicios, que incluye distribución de
5
gas, sistema de acueducto y alcantarillado, y redes eléctricas, o el sector de producción
industrial que abarca la explotación de gas y petróleo, minería e industria química y
petroquímica (1).
Entre los Materiales de construcción más ampliamente usados a nivel mundial para todo tipo
de estructuras, se encuentran el concreto, el cual es básicamente es una mezcla de arena, grava,
agua y cemento que actúa como aglutinante (2). Las propiedades del concreto pueden variar
considerablemente dependiendo de las proporciones y los aditivos químicos que se le añada a
la mezcla. Para mejorar su resistencia, es un común la implementación de refuerzos de varillas
de acero, fibras de vidrio o de polímeros sintéticos, esto se conoce como concreto reforzado (3).
Son diferentes los factores que pueden promover el deterioro del material y la acción
microbiana es de especial relevancia bajo ciertas circunstancias. Por ejemplo, las condiciones
que se desarrollan en los sistemas de alcantarillado, son propicias para que se dé una reducción
del pH del concreto, con la subsecuente aparición de bacterias productoras de ácido
desencadenando así, la corrosión del concreto (4). En general las instalaciones hidráulicas
pueden ser susceptibles a este tipo de corrosión.
Por otro lado, los metales también son de uso común en la ingeniería, el acero por ejemplo, es
usado como parte integral de muchas estructuras, el cobre y el hierro son empleados para la
construcción de sistemas de distribución de servicios como agua y gas, al igual que para hacer
reactores y tuberías en la industria petroquímica. Los metales son susceptibles a la corrosión,
la cual puede ser de origen químico o biológico, en esta última pueden estar involucrados una
gran variedad de microorganismos como bacterias y hongos, los cuales al formar biopelículas
sobre las superficies, producen cambios en las condiciones electroquímicas del medio,
promoviendo así el deterioro del material. (5)
Aunque los microorganismos son responsables del deterioro de diversos tipos de obras y de los
gastos asociados a su reparación y remplazo, también pueden ser empleados para mejorar las
propiedades de los materiales y prevenir su deterioro, ofreciendo alternativas sostenibles y de
bajo costo para la conservación de las estructuras. Algunas de las aplicaciones que se pueden
mencionar es la biomineralización, que consiste en la deposición de partículas minerales que
se unirán al sustrato, mejorando las propiedades del concreto como la fuerza de compresión y
la permeabilidad (6). Otra aplicación consiste en la producción de nano-partículas de plata
mediante el uso de microorganismos, estas tienen actividad biocida que le confiere protección
al material del deterioro influenciado por microorganismos (7).
6
En el presente trabajo se realizó una recopilación de la información disponible sobre el
biodeterioro de metales y concreto, con el objetivo de mostrar algunos mecanismos y procesos
involucrados. Adicionalmente se destacó el papel de los microorganismos en el desarrollo de
estrategias que mejoran las propiedades de los materiales.
2. BIODETERIORO DE CONCRETO
El concreto ha sido el material de construcción más usado a nivel mundial desde el siglo XX y
su demanda es cada vez mayor (8). Su composición puede variar significativamente, ya que
según el uso que se le quiera dar y la calidad que se quiera obtener, se le adicionan diferentes
tipos y concentraciones de aditivos como cenizas volantes, escorias de horno alto y humo de
sílice, en busca de mejorar diferentes propiedades mecánicas como la fuerza de compresión, la
permeabilidad, etc.
Entre los componentes más comunes del concreto se encuentra el cemento, el cual al mezclarse
con agua, arena y otros aditivos puede aglomerarse y moldearse, su producción representa un
problema a nivel ambiental, ya que normalmente 100 kg de CO2 son emitidos a la atmosfera por
cada tonelada de concreto producido (9). Por lo anterior, muchos estudios se han centrado en
hacer más sostenible el uso de este material, buscando aumentar su durabilidad, la cual es
definida por Navneet Chahal y Rafat Siddique, como “la capacidad del concreto de resistir la
acción del ambiente, el ataque químico y la abrasión, mientras conserva sus propiedades
deseadas y exhibe un desempeño confiable” (10).
La acción microbiana sobre una estructura de concreto combinada con algunos factores
ambientales, puede tener un impacto significativo sobre su durabilidad y estabilidad. En la
literatura se ha reportado una gran diversidad de organismos involucrados en su biodeterioro,
tales como bacterias, hongos, algas, líquenes, diatomeas y musgos (11). El tipo de deterioro
causado por cada microorganismo puede ser diferente, al igual que su impacto en la estructura,
por lo que el éxito de las estrategias empleadas para su prevención, debería considerar la
interacción de distintas variables.
Entre las infraestructuras de concreto más afectadas por la acción de los microorganismos se
encuentran los sistemas de tratamiento de aguas residuales y de distribución de agua potable.
Solamente en los Estados Unidos se invierten anualmente $41 mil millones de dólares en la
7
realización de obras para proveer a la población con estos servicios y el costo operacional y de
mantenimiento asociado asciende a $56 mil millones de dólares (12). Teniendo en cuenta que
se trata de servicios básicos de los cuales depende la calidad de vida de los ciudadanos y que
alguna falla en el sistema puede llevar a un problema de salubridad, se ha prestado especial
atención a los factores involucrados en el deterioro de estas obras. En general, estructuras de
concreto relacionadas con agua y con manejo de algún tipo de desecho como vertederos de
lixiviados, drenajes de actividades mineras y estructuras sumergidas en el mar como los
cimientos de puertos y puentes, son propensas a sufrir biodeterioro debido a la naturaleza
misma de estos ambientes (13). Por otro lado, las estructuras de concreto reforzado también
son propensas al deterioro biocorrosivo inducido por microorganismos, ya que el desgaste de
la matriz de concreto que recubre el acero, promueve de manera indirecta su corrosión (14).
El tipo de daño producido en la estructura y la velocidad a la cual se presente, depende de las
condiciones ambientales y de los microorganismos que encuentren condiciones favorables para
su desarrollo. Algunos ambientes que pueden influenciar el desgaste son la humedad, las altas
concentraciones de dióxido de carbono, la alta concentración de sales o de iones de cloro y la
presencia de sulfatos y cantidades importantes de ácidos (15)
2.1. Biocorrosión del concreto por ácido sulfúrico
La corrosión causada por ácido sulfúrico de origen biogénico, es una de las formas de deterioro
más importante y agresiva, y ha sido reportada frecuentemente en sistemas de alcantarillado y
tratamiento de aguas residuales a nivel mundial. La biocorrosión por ácido sulfúrico es
producto de la compleja ecología microbiana que se genera en estos ambientes, que hace parte
del ciclo del azufre, y que involucra un fenómeno de sucesión microbiológica (4). Así, el proceso
de biocorrosión en las tuberías de concreto, puede ser estudiado en varias etapas
fundamentales que involucran la acción de microorganismos diferentes, sometidos a
condiciones particulares, como se muestra a continuación.
8
2.1.1. Producción de sulfuro de hidrogeno (𝐻2𝑆)
El ciclo del azufre que se desarrolla en los sistemas de alcantarillado, inicia con la
transformación del sulfato, común en este tipo ambientes, a sulfuro de hidrogeno 𝐻2𝑆 (16). Este
proceso se da en anaerobiosis, propiciada por la casi inexistente cantidad de oxígeno disuelto
en el agua, y por la aparición y acumulación de capas de lodo, consecuencia de la disminución
en la velocidad de flujo. Estas condiciones permiten que bacterias sulfato reductoras (SRB)
como Desulfovibrio spp, transformen el sulfato en 𝐻2𝑆, mientras ocurre simultáneamente la
oxidación de compuestos orgánicos o de 𝐻2 (17).
La velocidad de producción del sulfuro de hidrógeno se ve afectada por ciertas variables como
la temperatura y el tipo de materia orgánica que circule por el sistema. Por ejemplo, se ha
encontrado que la presencia de algunos compuestos como etanol, glucosa y lactato, estimulan
la generación de 𝐻2𝑆 (18). El aumento de la temperatura, por otro lado, afecta la rapidez con la
que se disuelve el oxígeno en el sistema de alcantarillado, acelerando la aparición de las
condiciones de anaerobiosis, requeridas para la acción de las bacterias sulfato reductoras (19).
Lo anterior podría explicar la razón por la cual en Canadá y en el Norte de Estados Unidos, la
corrosión por ácido sulfúrico no es tan frecuente como en México y en la parte sur de Estados
Unidos (20).
Una vez producido el sulfuro de hidrogeno, este migrará a la superficie de la tubería de
concreto por la influencia de distintos factores, entre los cuales se encuentran las características
del flujo, tales como la turbulencia, la profundidad y el diámetro de la tubería (Figura 1). Otro
factor que propicia el escape del 𝐻2𝑆 a la atmosfera del sistema, es su baja solubilidad en agua,
facilitando la formación de una capa condensada en la parte superior de la tubería, sobre la
superficie del concreto, donde el 𝐻2𝑆 se convierte en 𝐻𝑆− y 𝑆−2, lo cual a su vez resultará, en
una mayor migración de 𝐻2𝑆 a la superficie para mantener el equilibrio gas-liquido. Además, la
interacción del 𝐻2𝑆 con el oxígeno, dará lugar a la aparición de óxidos de azufre y azufre simple,
contribuyendo a la llegada de más sulfuro de hidrógeno a la capa condensada (21). Estas nuevas
condiciones, con un ambiente rico en 𝐻2𝑆 son las requeridas para el inicio de la siguiente fase
del ciclo, que consiste básicamente en la reducción del pH por sucesión microbiológica.
9
Figura 1. Producción de sulfuro de hidrogeno, escape a la atmosfera de la tubería y formación de la capa
condensada superficie del concreto. Adaptado de D.J. Roberts et al. (2002)
2.1.2. Reducción del pH, sucesión microbiológica y generación de ácido sulfúrico.
La composición del concreto, hace que este sea esencialmente un material alcalino con un pH
promedio de 12, que previene la aparición de ácido sulfúrico biogénico. No obstante, al
reducirse inicialmente el pH por acción de las nuevas condiciones del sistema, se propicia un
continuo descenso gracias al fenómeno de sucesión microbiológica. Ello favorecerá la aparición
de bacterias acidófilas oxidantes de azufre (ASOB), capaces de producir ácido sulfúrico, con el
subsecuente desgaste del concreto.
Más en detalle, el primer paso de este proceso, es la reducción del pH del concreto a valores
entre 9 y 9.5 debido al 𝐶𝑂2 y el 𝐻2𝑆, presentes tanto en la atmósfera como en la superficie de la
tubería. Esta baja en la alcalinidad, sumada a las condiciones de humedad, y disponibilidad de
nutrientes y oxígeno, favorece la aparición y desarrollo de bacterias oxidantes de azufre (BOS)
como Thiobacillus sp, con la capacidad de unirse al concreto y usar el azufre allí depositado
como sustrato para su colonización (16) . Es en este punto donde comienza el proceso de
sucesión microbiológica, en el cual las especies dominantes de bacterias oxidantes de azufre
van cambiando con el tiempo y con las variaciones de pH. Un estudio realizado por Okabe et al
10
(2007), mostró que distintas bacterias capaces de usar 𝐻2𝑆 y 𝑆2𝑂32− como donadores de
electrones, pueden sucederse unas a otras a medida que disminuye el pH, como por ejemplo
Thiothrix spp, seguidas por Thiomonas spp y Halothiobacillus neapolitanus (4). Finalmente, la
acción consecutiva de todos estos organismos, resulta en un descenso de pH a valores de 4.0,
generando un ambiente ideal para la llegada y proliferación de bacterias acidófilas oxidantes
de azufre (BAOS) como Acidithiobacillus, que producirá ácido sulfúrico mediante la oxidación
de 𝐻2𝑆, lo que bajara aún más el pH, aproximadamente a un valor de 2.0.
2.1.3. Acción del ácido sulfúrico ( 𝐻2𝑆𝑂4) en la matriz de concreto
El ácido sulfúrico (𝐻2𝑆𝑂4 ) producto de la actividad de biopelículas de bacterias acidófilas
oxidantes de azufre como Acidithiobacillus thiooxidans y Acidiphilium cryptum, se difunde por
la matriz de concreto, desencadenando la corrosión del mismo, mediante la solubilización de
los minerales que lo componen (22). El proceso de deterioro del material también involucra la
formación de cristales de etringita (𝐶𝑎𝑂)3 𝐴𝑙2𝑂3(𝐶𝑎𝑆𝑂4)332𝐻2𝑂, lo cual se explica en la Figura
2, este es un producto expansivo, que aumenta el riesgo de fracturas debido al incremento de
la presión interna (23). Adicional a esto, el ácido sulfúrico que penetra la matriz de concreto,
disuelve la portlandita (𝐶𝑎(𝑂𝐻)2) y el silicato de calcio hidratado (3𝐶𝑎𝑂 2𝑆𝑖𝑂23𝐻2𝑂) , los
cuales son algunos de los principales componentes del cemento portland, por la fuerza que le
confieren a las estructuras. Simultáneamente, ocurre la precipitación de yeso (𝐶𝑎𝑆𝑂4 2𝐻2𝑂) el
cual es un material muy frágil, aumentando así el desgaste y la posibilidad de falla de la tubería
(24). Finalmente, toda esta serie de cambios químicos por actividad microbiana (Figura 2)
alteran las propiedades físicas del concreto, tales como la fuerza de compresión y la
permeabilidad, generando grandes gastos en el mantenimiento y remplazo de la red de
alcantarillado y tratamiento.
11
Figura 2. Reacciones que conducen al biodeterioro del concreto. 1) Formación de sulfuro de hidrogeno a
partir de sulfatos, por bacterias sulfato reductoras. 2) Formación de ácido sulfúrico por bacterias
oxidantes de azufre. 3) Formación de yeso por la acción del ácido sulfúrico. 4) Formación de etringita.
Adaptado de R.P.George et al. (2012)
2.1.4. Prevención del biodeterioro del concreto por acción de 𝐻2𝑆𝑂4
Debido al alto impacto económico que tiene la biocorrosión del concreto, causado por la
producción de 𝐻2𝑆𝑂4 mediante la interacción de diferentes microorganismos, se ha prestado
especial atención al desarrollo de estrategias o materiales que puedan de alguna manera frenar
o interferir en el ciclo de formación de ácido sulfúrico. Para ello se han implementado controles
a la emisión del sulfuro de hidrogeno a la atmosfera de la tubería, o estrategias para su
remoción, mediante la inyección de ciertos elementos o compuestos como oxígeno, magnesio,
hidróxido de sodio o nitratos de calcio y sales (25).
Por ejemplo, con el aumento del oxígeno disuelto en el agua, se pretende evitar la condición de
anaerobiosis que se requiere para la formación de 𝐻2𝑆 . Sin embargo, para que se logre
12
mantener una concentración de oxígeno disuelto que evite la aparición de este compuesto, se
requiere que el 𝑂2 u oxígeno puro sean inyectados en diferentes puntos estratégicos del
sistema, aumentando así los costos asociados. Por otro lado, la adición de sustancias buffer
como el hidróxido de magnesio o el hidróxido de sodio, busca lograr un aumento del pH,
evitando de esa manera la liberación de 𝐻2𝑆 a la atmosfera de la tubería (26). Finalmente, las
sales de hierro no impiden la formación de sulfuro de hidrógeno en el agua, su acción consiste
en precipitarlo, lo que previene su escape a la atmosfera (27). Todas estas estrategias actúan
interrumpiendo alguna fase fundamental del ciclo del azufre, logrando impedir o detener el
biodeterioro del concreto.
Otras prácticas para prevenir la biocorrosión están dirigidas a cambiar la composición del
concreto, mediante el uso de aditivos o recubrimientos, que prevengan el ataque químico, o la
adición de biocidas para reducir o eliminar la aparición de biopelículas, hongos o algas (28).
Los métodos mencionados han mostrado ser efectivos en lograr su objetivo. Sin embargo, se
debe evaluar también su relación costo / beneficio, para determinar cuál de ellos es más
sostenible a largo plazo.
2.2. Erosión y corrosión del Concreto Reforzado
El concreto posee limitaciones como una baja fuerza de compresión, la cual representa una
propiedad fundamental para la resistencia, estabilidad y durabilidad de cualquier estructura.
Por ello, el uso de concreto reforzado con varillas de acero es una práctica común en la
construcción. Las expectativas respecto a la vida útil de este tipo de estructuras pueden superan
los 100 años, aunque en ocasiones se han reportado daños sistemáticos y deterioros
significativos en un lapso de tan solo 10 años (14). Este es un fenómeno que se presenta
especialmente en zonas costeras, donde la exposición permanente a cloruros y agua marina
acelera la erosión del concreto y la oxidación del acero.
El deterioro del concreto reforzado se puede presentar, tanto por el deterioro de los
componentes del recubrimiento de concreto como por la corrosión de los refuerzos de acero.
Por ejemplo, la pirita (FeS2) es uno de los componentes de la matriz de concreto que contribuye
a su resistencia y que se ve alterada por la actividad de microorganismos. Este agregado puede
sufrir oxidación química y microbiológica, lo cual produce la expansión del material y la
13
aparición de grietas. En general los agregados a base de hierro o azufre constituyen una fuente
de energía para los microorganismos contribuyendo así al biodeterioro (29).
Por otro lado, el acero es una aleación de hierro y carbono, susceptible a la corrosión
electroquímica como muchos metales, y que sufre los efectos de la actividad microbiana. La
matriz de concreto protege el acero del ataque de factores ambientales que aceleran su
deterioro. La acción de diferentes tipos de microorganismos altera la microestructura de esa
matriz, haciendo que aumente su porosidad y permeabilidad, permitiendo la difusión de
cloruros hasta el acero, iniciando así un proceso de corrosión que puede comprometer la
integridad estructural de la obra (14).
En general, la presencia de dióxido de carbono y de ácido sulfúrico en el ambiente produce una
reducción del pH del concreto, facilitando el establecimiento de comunidades microbianas,
cuya actividad genera un daño interno en las estructuras (13). La erosión del material facilita
el ingreso de cloruros hasta los refuerzos, dando inicio al desgaste de la película inerte en la
superficie del metal, lo cual constituye la primera fase del deterioro, con la posterior aceleración
de la corrosión, la perdida de área transversal, y la acumulación de productos de corrosión (30).
Diversos estudios realizados han encontrado una relación significativa entre el número de
grietas y el inicio de la corrosión del acero (30).
3. BIODETERIORO DE METALES
Diversos tipos de metales han sido usados en arquitectura e ingeniería como parte integral de
las estructuras o como complemento para mejorar algunas propiedades, entre ellas la
resistencia y durabilidad. Los metales también pueden ser utilizados para la construcción de
redes de distribución de servicios como gas, alcantarillado y agua potable o ser usados
simplemente como decoración o en el acabado de puertas y ventanas (31).
Según las condiciones ambientales, el metal puede deteriorarse debido a la progresiva
corrosión de su superficie, lo cual genera grandes costos en prevención y reparación de los
daños (32). Solo en Estados Unidos el costo anual de la corrosión de infraestructuras asciende
a $22.6 billones de dólares, teniendo en cuenta que por todo el país se extienden 800.000 Km
de tuberías de hidrocarburos y gas, 11.000 aeropuertos y 600.000 puentes. De estos últimos, la
14
mitad fueron construidos entre 1950 y 1994 con materiales como concreto reforzado y acero,
lo cual los hace significativamente susceptibles al deterioro por corrosión (1).
La corrosión puede tener origen químico o puede ser promovida por actividad biológica. Se
caracteriza por una reacción electroquímica que involucra la transferencia de electrones desde
un metal que se oxida (reacción anódica), a un aceptor de electrones externo en cercanía al
metal que se reduce (reacción catódica), produciéndose así el deterioro del metal por la
liberación de iones metálicos al ambiente. El desgaste del metal puede disminuir gradualmente,
ya que los productos de la corrosión se depositan en la superficie actuando como una barrera
protectora de los posibles agentes reactivos (33).
En particular, la biocorrosión se produce gracias a la capacidad que tienen algunos
microorganismos de formar biopelículas sobre una gran variedad de superficies y en diversas
de condiciones. Una biopelícula puede ser definida como un consorcio de microrganismos y sus
productos extracelulares, asociados en una interfaz y unidos a una superficie (34). La actividad
microbiana de las biopelículas formadas sobre superficies metálicas, modifica la cinética de las
reacciones de óxido reducción e incluso puede afectar la capa protectora del metal,
conduciendo a la aceleración del deterioro o impidiéndolo (35).
Para entender el proceso de corrosión que se está presentando sobre una superficie y aplicar
las medidas de prevención y control adecuadas, es importante conocer qué tipo de
microrganismos pueden estar involucrados en el deterioro y las variables implicadas en el
mismo.
3.1. Biopelículas
La fijación de las comunidades microbianas al sustrato y la formación de las biopelículas se da
gracias a la producción de sustancias poliméricas extracelulares (SPE), que consisten
esencialmente en una compleja mezcla de macromoléculas que incluyen proteínas,
polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos. La composición y las propiedades de las biopelículas
varían debido a factores ambientales como la humedad, la fisiología y el tipo de bacterias que
conformen la comunidad microbiana. La actividad metabólica de los microorganismos que
conforman la matriz conduce a la liberación de diferentes productos insolubles, lo cual cambia
las condiciones electroquímicas sobre la superficie del metal.
15
Los mecanismos mediante los cuales los microorganismos pueden afectar el proceso de
corrosión de los metales son diversos. En general, la biocorrosión es consecuencia de los
cambios en las condiciones electroquímicas generados por la actividad microbiológica sobre el
ambiente adyacente a la superficie del metal (5). Entre dichos cambios se pueden mencionar el
tipo y la concentración de iones, los valores de pH, el potencial de óxido-reducción y la
alteración de la superficie del metal (36). Todas estas modificaciones están influenciadas por el
tipo de metal y la estructura de la comunidad microbiana que compone la biopelícula adherida
a la superficie (37).
3.1.1. Bacterias sulfato reductoras (BSR)
La hipótesis unificada de transferencia de electrones plantea que la corrosión influenciada por
microorganismos (CIM), se da cuando los productos insolubles resultantes de la actividad
metabólica en las biopelículas, actúan como aceptores de electrones, generando un flujo
electrónico desde el metal (el cual actúa como ánodo), hacia el oxígeno que es el aceptor
universal (38). Sin embargo, en ausencia de oxigeno los microorganismos también pueden ser
promotores de la corrosión, debido a que durante la respiración anaerobia diferentes
compuestos orgánicos e inorgánicos pueden actuar como aceptores de electrones. Entre los
más comunes se encuentran el dióxido de carbono, el sulfato, el sulfito, el nitrato y los óxidos
de hierro (39). Lo anterior tiene especial importancia en estructuras metálicas en contacto con
aguas residuales, donde las condiciones de anaerobiosis son favorecidas, o en la industria de
petróleo y gas donde las tuberías de transporte están sumergidas en el mar y existen altas
concentraciones de sulfatos (40).
Las bacterias sulfato reductoras (BSR) así como las pertenecientes al género Desulfovibrio
pueden usar hidrogeno molecular como fuente de energía, gracias a la acción de enzimas como
la deshidrogenasa para la reducción del sulfato. De igual forma, el hidrogeno puede ser un
producto metabólico resultante de la fermentación, en ausencia de sulfato (39). El producto
metabólico de la reducción del sulfato es el sulfuro de hidrogeno (𝐻2𝑆) que puede actuar como
aceptor de electrones (cátodo), y la subsecuente oxidación del hidrogeno molecular por parte
de las BSR acelerará la polarización del cátodo, produciendo sulfito y el potencial necesario
para la corrosión del metal. Esta teoría se conoce como despolarización catódica (41).
16
3.1.2. Bacterias reductoras de nitrato (BRN)
Se ha establecido que la presencia de bacterias reductoras de nitraro (BRN) en las biopelículas
puede reducir la corrosión, al competir con las bacterias sulfato reductoras (BSR) productoras
de ácido. Ambos tipos de bacterias compiten por la misma fuente de carbono como los ácidos
grasos volátiles. Mientras las BSR primero oxidan el propinato y el butirato a acetato, el cual
actúa como donador de electrones cuando alcanza una concentración critica, las bacterias BRN
consumen los 3 componentes de manera simultánea (42). Adicionalmente la energía obtenida
mediante la reducción del nitrato es mayor que la que se obtiene de la reducción del sulfato,
por lo que la inyección de nitrato es una estrategia comúnmente usada para prevenir la
corrosión inducida por microorganismos en las tuberías de gas y petróleo, con el fin de
estimular el crecimiento de BRN y evitar la producción de ácido sulfúrico, inhibiendo la
proliferación de BSR (43).
Por otro lado, diversos estudios sustentan que las biopelículas de bacterias reductoras de
nitratos también tienen un papel significativo promoviendo la corrosión de metales como el
hierro. La reducción del nitrato puede causar corrosión al igual que sucede con la reducción del
sulfato, al actuar como aceptor de los electrones liberados de la oxidación del hierro para la
producción de amonio (𝑁𝐻4+) y nitrógeno gaseoso 𝑁2 (44).
Figura 3. Oxidación de Hierro y captación de electrones por parte de la célula, para la reducción de
nitratos a amonio y nitrógeno gaseoso. Adaptado de Dake Xu et al. (2013)
17
3.1.3. Bacterias Oxidantes de Hierro (BOFe)
Este tipo de bacterias son de especial importancia en los sistemas de distribución de agua
potable, ya que los productos liberados por la oxidación del hierro de las tuberías son
contaminantes secundarios para el agua, haciendo que se torne de un color rojizo. También la
industria petroquímica se ve afectada por la actividad de estos microorganismos, ya que los
precipitados de la corrosión contaminan el producto y disminuyen su calidad (45)
Las bacterias oxidantes de hierro catalizan la oxidación del hierro II (𝐹𝑒2+) a hierro III (𝐹𝑒3+),
causando su precipitación y formando depósitos, esto lo pueden hacer a un pH relativamente
neutro. Algunas de las bacterias involucradas en este tipo de biodeterioro son Gallionella sp., L.
ochracea y Toxothrix trichogenes, y su actividad se puede determinar por la presencia de
precipitados en forma de espiral, lo cual es indicativo que la corrosión es de origen biológico y
no químico. (46)
3.2. Rotura de películas protectora naturales
Algunos metales como el cobre y acero inoxidable poseen características que previenen la
corrosión, gracias a la presencia de una capa pasiva en su superficie, que evita que el metal
reaccione con algún componente externo y se formen óxidos termodinámicamente más
estables. Sin embargo, estas capas protectoras se pueden deteriorar en condiciones
ambientales particulares como la presencia de ácidos, por ejemplo HCl y HBr, o sales que
hidrolicen esos ácidos, cloruros oxidantes y agua con altas concentraciones de sal (41). Este
desgaste de tipo químico genera condiciones apropiadas para el establecimiento de
biopelículas en la superficie, acelerando así el deterioro de los materiales.
3.3. El papel de los hongos en el biodeterioro de metales
Los hongos, al igual que las bacterias, tienen la capacidad de fijarse sobre la superficie de
diferentes metales y minerales, generando un microambiente en el cual ocurren una serie de
18
interacciones bioquímicas, que resultan en su transformación de la superficie, cambiando las
propiedades originales del material y causando su deterioro. Dicha transformación se atribuye
principalmente a la producción de ácidos orgánicos, generados como bio-productos durante
procesos celulares de toma y procesamiento de nutrientes o la respiración. Cuando estos ácidos
se disocian, los protones liberados reaccionan con la superficie, lo cual conlleva a la
desestabilización de los enlaces oxigeno-metal y a la formación de complejos metálicos (47).
El oxalato y el ácido oxálico (COOH) 2 son metabolitos producidos por diferentes hongos, y
tienen un papel fundamental en la trasformación de metales y minerales. Aunque han sido
considerados simplemente metabolitos de desecho, se ha comprobado que tienen entre otras
funciones, producir la desintoxicación por metales y la reducción de los mismos (48). Cuando
el ácido oxálico se disocia, el anión oxalato liberado tiene la capacidad de formar complejos
metálicos y de precipitar oxalatos de metal insolubles, inmovilizando así los cationes metálicos
y permitiendo a muchos hongos tolerar ambientes con altas concentraciones de metales
tóxicos. Por ejemplo, se ha demostrado que Aspergillus niger puede formar cristales de oxalato
en presencia de diversos compuestos minerales como fosfato de calcio, cadmio, cobalto, cobre,
manganeso y zinc (49).
Las propiedades biocidas de algunos metales como el cobre, pierden efecto por la formación de
oxalatos en el medio, lo cual ocasiona que hongos y bacterias, mediante la producción de
sustancias extracelulares poliméricas (EPS) se puedan adherir al sustrato. Posteriormente, los
ácidos orgánicos se disocian en aniones orgánicos y protones, los cuales reaccionan con los
ligandos de la superficie mineral y desestabilizan los enlaces metal-oxígeno, liberando cationes
metálicos que producen deterioro y la corrosión de la superficie mineral (50). Este proceso
puede afectar estructuras metálicas como tuberías de cobre e incluso la madera previamente
tratada con este metal, en busca de prevenir el deterioro por microrganismos (51).
La aleación de magnesio AZ31B es otro material de gran importancia en la industria de la
construcción, que puede ser afectado por la actividad de microorganismos como Aspergillus
niger. Esta aleación ha sido ampliamente usada por sus propiedades, tales como la baja
densidad, la conductividad térmica, la ductilidad, y la fuerza, entre algunas otras. Consiste en
un 97% de magnesio combinado con: aluminio, zinc, cobre, hierro, níquel, calcio, silicio y
manganeso (52). Qing Qu et al (2015) evaluaron la electroquímica del proceso de corrosión del
magnesio AZ31B catalizado por la acción de Aspergillus niger, y se encontró evidencia de la
19
disminución del pH y del circuito de potencial abierto en presencia de este hongo, lo cual
acelero la tasa de corrosión (53).
3.4. Caracterización de corrosión inducida por microorganismos
En la práctica, determinar si existen factores biológicos involucrados en la corrosión de los
materiales, es uno de los mayores retos en la industria y en la construcción. La corrosión
inducida por microorganismos (CIM) normalmente no genera marcas particulares de corrosión
localizada, y la presencia de biopelículas no es determinativa para afirmar que son las
responsables del deterioro observado (54). Para conocer el origen real de la corrosión, se deben
emplear diferentes técnicas que permitan entender o modelar el comportamiento del proceso
y estudiar los productos generados bajo las circunstancias particulares de cada situación.
La espectroscopia de fuerza atómica (AFS) es una de las técnicas que permite caracterizar la
interacción que se presenta entre los microorganismos y la superficie. Mediante microscopia
de fuerza atómica se puede estudiar cualitativamente y cuantitativamente la relación que se
está presentando entre la muestra y punta metálica del equipo (55). Por otro lado, mediante
espectroscopia de energía dispersiva (EDS) y microscopía electrónica de barrido (SEM) se
puede estudiar la morfología y composición química de los productos y de los depósitos de
corrosión (54). El análisis de la superficie también puede ser realizado mediante dispersión de
energía con rayos X, en busca de depósitos o de biopelículas (56)
4. USO DE MICROORGANISMOS EN LA CONSERVACIÓN DE EDIFICACIONES Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.
4.1. Biomineralización, precipitación de carbonato de calcio
La biomineralización es el proceso mediante el cual los microorganismos secretan productos
metabólicos que reaccionan con iones o compuestos del ambiente, con la subsecuente
deposición de partículas minerales como el carbonato de calcio (CaCO3), el cual termina por
unirse al sustrato (6). Existen tres formas cristalinas de CaCO3: la veterita que es la menos
20
estable termodinámicamente, la aragonita y la calcita, siendo esta última la más estable y por
ende la más deseable para las aplicaciones de la biomineralización (57).
Los microorganismos involucrados en la precipitación de carbonato de calcio se pueden
clasificar en tres grupos principales. En primer lugar, microorganismos como las cianobacterias
y las micro algas, mediante el proceso de fotosíntesis, remueven el 𝐶𝑂2 de la capa de agua
adyacente a la célula, lo que inducen una variación química en el microambiente por el
aumentando el pH. Esto ocasionando un desequilibrio del ácido carbónico, llevando a la
producción de carbonato de calcio en presencia de iones calcio.
En segundo lugar, están las bacterias reductoras de sulfato, que son importantes en la
mineralización de materia orgánica en condiciones de anaerobiosis. Finalmente, se encuentran
las bacterias involucradas en el ciclo del nitrógeno, las cuales son capaces de hidrolizar la
urea 𝐶𝑂(𝑁𝐻2)2), a amoniaco (𝑁𝐻3) y a ácido carbónico (𝐻2𝐶𝑂3), los cuales se equilibran en
agua para formar bicarbonato (𝐻𝐶𝑂3−), amonio (𝑁𝐻4
+) y un ion hidróxido (𝑂𝐻−). En esta etapa
que se produce un aumento del pH que conlleva un desplazamiento del equilibrio del
bicarbonato, dando como resultado la formación de iones de carbonato (𝐶𝑂32−) y de iones de
calcio (𝐶𝑎2+) (50). Finalmente el carbonato se precipita como carbonato de calcio (𝐶𝑎𝐶𝑂3) en
forma de cristales de calcita, aragonita o veterita.
4.1.1. Aplicaciones de la biomineralización (Concreto)
El concreto es uno de los materiales de construcción más usado a nivel mundial, por lo que la
investigación dirigida a mejorar sus propiedades y la vida útil de las estructuras, es uno de los
grandes desafíos que enfrenta la ingeniería actualmente. (58). La biocementación o
mineralización inducida por microorganismos, se ha estudiado en las últimas décadas como
una alternativa rentable, tanto para mejorar las propiedades del concreto como para la
bioremediación de edificaciones antiguas.
21
4.1.2. Biomineralización y propiedades físico-químicas del concreto
Diferentes técnicas y aditivos han sido empleados con el fin de mejorar las propiedades físico-
químicas del concreto y así lograr una mayor vida útil de las obras urbanas. Algunas de estas
alternativas incluyen emulsiones de látex, resina epoxi y tratamiento de superficies con
repelentes de agua, como silanos y siloxanos. Sin embargo, todas estas opciones tienen
diferentes limitaciones que han dificultado e impedido su aplicación a nivel industrial. Entre
estas limitaciones están la incompatibilidad de fases, estructura molecular inestable, costos
elevados y emisión de gases tóxicos (59). Por lo anterior, la mineralización inducida por
microorganismos es considerada una de las estrategias más rentables, teniendo en cuenta que
su uso brinda una mejora en diferentes propiedades fundamentales del concreto, algunas de las
cuales se enumeran a continuación.
4.1.2.1. Fuerza de compresión
Diferentes estudios se han centrado en entender, el efecto que tiene la incorporación de
microorganismos en mezclas de concreto, sobre la fuerza de compresión del producto final. Un
estudio realizado por Abo-El- Enein y colegas en el 2012, demostró que hubo un aumento en la
fuerza de compresión de hasta un 33% en un mortero preparado con una relación 3:1 arena-
cemento, al cual se agregó un cultivo de Sporosarcina pasteurii (60). En este mismo año Navneet
Chahal y colegas, emplearon el mismo microorganismo en mezclas de concreto que contenían
diferentes concentraciones de cenizas volantes como aditivo y se logró una mejora en la fuerza
de compresión de hasta un 22% (59).
El aumento en la fuerza de compresión, se debe a que durante el crecimiento celular se produce
la precipitación de carbonato de calcio, principalmente en forma de cristales de calcita, los
cuales llenan los poros de la matriz de concreto. Una vez se ha reducido la porosidad del
material, el flujo de nutrientes y oxígeno hacia las células, se detendrá, lo cual conllevará a la
muerte de las mismas o la formación de endosporas, las cuales actuaran como fibras orgánicas,
que contribuyen a la resistencia del material (60).
22
4.1.2.2. Permeabilidad
Una de las principales causas de deterioro ambiental que sufre el concreto, se debe al ingreso
de cloruros, que desencadena la corrosión de los refuerzos de acero y la subsecuente reducción
en la fuerza de las estructuras, lo cual conlleva a que se deban hacer reparaciones prematuras
o un remplazo de las edificaciones (59). Una forma de prevenir lo anterior es usando concreto
relativamente impermeable, para lo cual se debe lograr una reducción en la porosidad.
Diferentes estudios han mostrado que al usar bacterias capaces de precipitar minerales en las
mezclas de concreto, se reduce significativamente la permeabilidad, gracias a la deposición de
𝐶𝑎𝐶𝑂3, que reduce la porosidad del material (60).
4.2. Nano partículas de plata
Las nano partículas de plata han sido empleadas como un biocida efectivo y de amplio espectro
para combatir bacterias y virus, principalmente en un ámbito clínico, sus aplicaciones en la
industria es un campo que solo se ha explorado en los últimos años y el cual ha mostrado
resultados prometedores para prevenir deterioro inducido por microorganismos en diferentes
materiales de construcción. Las nano partículas de plata tienen una fuerte actividad biocida ya
que por su pequeño tamaño, comúnmente inferior a 100 nm, se maximiza el área de exposición
mejorando su efectividad (7). Adicionalmente los antimicrobianos a base de plata, poseen
estabilidad química, no causan un impacto ambiental negativo y se considera relativamente no
tóxicos para células humanas y animales. Los microorganismos también son usados para la
producción de nanopartículas, lo cual constituye una de las formas más barata y eficiente de
hacerlo (61).
Diferentes estudios se han desarrollado para evaluar el uso de nano partículas de plata para
prevenir y combatir el biodeterioro de materiales de construcción. Essa y Khallaf (2014)
determinaron la efectividad de este método, mezclando las partículas con dos polímeros de
consolidación, que fueron probados en fragmentos caídos del templo egipcio Edfu, y donde se
evidencio una clara supresión del crecimiento de los dos microorganismos enfrentados a las
muestras, la bacteria Streptomyces parvullus y el hongo Aspergillus niger. Los tratamientos
aplicados alcanzaron una efectividad promedio del 93.15 % para ambos organismos con una
concentración de 40 µg/ml, y la detención completa del crecimiento, se dio a una concentración
23
de 60 µg /ml (62). El uso de la plata tiene especial importancia en la bioremediación de
artefactos y estructuras de importancia arqueológica, ya que no causa daños fisicoquímicos al
material.
Las nano partículas de plata pueden ser aplicadas a un diverso número de compuestos
minerales usados en la construcción. Shirakawa et al (2012) desarrollaron paneles de yeso con
concentraciones diferentes de partículas, los cuales fueron inoculados con Cladosoporium sp.
Los resultados del estudio mostraron que el uso de una solución de 10 % de nano partículas,
redujo la decoloración del yeso significativamente, aunque esta no se distribuyera de manera
homogénea (63). El uso de nanopartículas en la industria de la construcción para prevenir el
biodeterioro, es un campo nuevo que promete excelentes resultados, por lo cual se deben
realizar más estudios que permitan saber más de la efectividad del uso de este método.
5. CONCLUSIONES
Existe una gran variedad de microorganismos que pueden causar el deterioro de estructuras
de metal y concreto, lo que representa enormes pérdidas económicas anualmente a nivel
mundial, tanto para el sector público como privado. Aunque son bastantes los estudios
realizados que exponen esta problemática en diferentes contextos, en ocasiones hay tendencia
a sumir que el deterioro es de origen químico y no se toma en cuenta el efecto que puede estar
generando la actividad microbiana. Es importante resaltar, que para implementar medidas
efectivas y oportunas, se debe intentar establecer la causa del deterioro y determinar los
procesos y los microorganismos involucrados.
Existen ambientes, donde los materiales son más susceptibles al biodeterioro, ya sea por
condiciones extremas como es el caso de estructuras sumergidas en el mar, o porque se
favorece la aparición de comunidades microbianas, como sucede en los sistemas de
alcantarillado. Una vez dadas las condiciones, la formación de biopelículas permite la
permeancia de los microorganismos sobre la superficie, ya sea por uno u otro mecanismo, el
microambiente que se genera es responsable de facilitar las reacciones químicas que producen
la corrosión.
Aunque los daños por biodeterioro pueden ocasionar grandes pérdidas, se han desarrollado
métodos donde la implementación de microorganismos ha mostrado ser eficiente en prevenir
24
el daño, e incluso en mejorar las propiedades fundamentales de los materiales, como es el caso
de la biomineralización en el concreto. Existen otras alternativas prometedoras como lo es el
uso de nanopartículas de plata, por lo cual se requiere mayor investigación. Esto no solo tendrá
un impacto positivo a nivel económico, sino también ambiental, al aumentar la vida útil de las
obras.
6. BIBLIOGRAFÍA
1. Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States. US Department of
Transportation, Federal Highway Administration. Georgetown : s.n., 2002.
2. Chemical Admixtures for Concrete. American Concrete Institute Committee E-701. 2013,
ACI Education Bulletin , págs. 1-17.
3. Reinforcement for concrete materials and applications. American Concrete Institute
Committee E-701. 2006, ACI Education Bulletin, págs. 1-15.
4. Succession of Sulfur-Oxidizing Bacteria in the Microbial Community on Corroding Concrete in
Sewer Systems. Satoshi Okabe, Mitsunori Odagiri, Tsukasa Ito and Hisashi Satoh. 2007,
Applied and Environmental Microbiology, págs. 971–980.
5. Mechanisms of Microbially Influenced Corrosion. Z. Lewandowski, H. Beyenal. 2008,
Springer Series on Biofilms, págs. 35-64.
6. Biologically Induced Mineralization by Bacteria. Richard B. Frankel, Dennis A. Bazylinski.
2003, Reviews in Mineralogy and Geochemistry, págs. 95-114.
7. Inhibition of Cladosporium growth on gypsum panels treated with nanosilver particles. M.A.
Shirakawa a, C.C. Gaylarde, H.D. Sahão, J.R.B. Lima. 2013, International Biodeterioration &
Biodegradation, págs. 57-61.
8. Factors affecting crack repairing capacity of bacteria-based self-healing concrete. Mian Luo,
Chun-xiang Qian, Rui-yang Li. 2015, Construction and Building Materials, págs. 1-7.
9. Bacteria care for concrete. Knoben, Wout. 2011, Materials Today, pág. 444.
25
10. Permeation properties of concrete made with fly ash and silica fume: Influence of ureolytic
bacteria. Navneet Chahal, Rafat Siddique. 2013, Construction and Building Material, págs.
161-174.
11. Coupled reliability model of biodeterioration,chloride ingress and cracking for reinforced
concrete structures. Emilio Bastidas-Arteaga, Mauricio Sa´nchez-Silva, Alaa Chateauneuf,
Moema Ribas Silva. 2008, Structural Safety, págs. 110–129.
12. Biochemical attack on concrete in wastewater applications. M. O’Connell, C. McNally , M.G.
Richardson. 2010, Cement & Concrete Composites, págs. 479–485.
13. Review of reinforced concrete biodeterioration mechanism. J. F. Márquez, M. Sánchez-Silva,
and J. Husserl. 2012. VIII International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and
Concrete Structures. págs. 1-9.
14. Understanding corrosion in steel reinforced concrete structures: A limited study using TOF-
SIMS. N. Karar, S.K. Singh. 2015, Vacuum, págs. 5-8.
15. Microbiologically induced deterioration of concrete. Shiping Wei, Zhenglong Jiang, Hao Liu,
Dongsheng Zhou, Mauricio Sanchez-Silva. 2013, Brazilian Journal of Microbiology, págs.
1001-1007.
16. Chemical, microbiological, and in situ test methods for biogenic sulfuric acid corrosion of
concrete. J. Montenya, E. Vincke, A. Beeldens, N. De Belie, L. Taerwe, D. Van Gemert, W.
Verstraete. 2000, Cement and Concrete Research, págs. 623-634.
17. Bioaugmentation of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (AnSBBR) with
immobilized sulphate reducing bacteria (SRB) for the treatment of sulphate bearing chemical
wastewater. Mohan SV, Rao NC, Prasad KK, Sarma PN. 2005, Process Biochemestry, págs. 49–
57.
18. Effect of sulfate and organic matter on the hydrogen sulfide formation in biofilms of filled
sanitary sewers. Nielsen P.H, Hvitved-Jacobsen T. 1988, Water Pollution Control Fed, págs.
627-634.
19. Kinetics and stoichiometry of aerobic sulfide oxidation in wastewater from sewers effects of
pH and temperature. Nielsen A.H, Vollertsen J, Hvitved-Jacobsen T. 2006, Water
Environment Research, págs. 16-25.
26
20. Biodeteriro en la Infraestructura para Saneamiento del Agua. Luis Rendon Díaz Mirón,
Maria Lara Magaña, Daniel Ramos Rodríguez, Jorge Chavez Santacruz y Bernardo
Martínez Sánchez. 2012. XXII Congreso Nacional de Hidráulica. págs. 1-4.
21. Quantifying microbially induced deterioration of concrete: initial studies. D.J. Roberts, D.
Nica, G. Zuo, J.L. Davis. 2002, International Biodeterioration & Biodegradation, págs. 227 –
234.
22. Monitorin oF Microbially Induced Concrete Corrosion In Pipelines. Ma.Guadalupe
D.Gutierrez-Padilla, Angela Bielefeldt, Mark Hernandez and Joann Silverstein. 2007.
NACE International Corrosion Conference & Expo. págs. 1-10.
23. Biogenic sulfuric acid attack on different types of commercially produced concrete sewer pipes.
Ma. Guadalupe D. Gutiérrez-Padilla, Angela Bielefeldt, Serguei Ovtchinnikov, Mark
Hernandez, Joann Silverstein. 2010, Cement and Concrete Research, págs. 293–301.
24. Degradation modelling of concrete submitted to sulfuric acid attack. Haifeng Yuan, Patrick
Dangla, Patrice Chatellier, Thierry Chaussadent. 2013, Cement and Concrete Research, págs.
267–277.
25. Mitigation strategies of hydrogen sulphide emission in sewer networks. Kyoohong Park,
Hongsik Lee, Shaun Phelan, Susanthi Liyanaarachchi,Nyoman Marleni, Dimuth
Navaratna, Veeriah Jegatheesan, Li Shu. 2014, International Biodeterioration &
Biodegradation, págs. 251-261.
26. Sewer Processes: Microbial and Chemical Process Engineering of Sewer Networks. Hvitved-
Jacobsen T, Vollertsen J, Nielsen A.H. 2013. CRC Press.
27. Sulfide-iron interactions interactions in domestic wastewater from a gravity sewer. Nielsen
A.H, Lens P, Vollertsen J, Hvitved-Jacobsen T,. 2005, Water Research, págs. 2747-2755.
28. Effectiveness of admixtures, surface treatments and antimicrobial compounds against
biogenic sulfuric acid corrosion of concrete. Willem De Muynck, Nele De Belie, Willy
Verstraete. 2009, Cement & Concrete Composites, págs. 163–170.
29. Review of reinforced concrete biodeterioration mechanisms. JorgeF. Márquez, Mauricio
Sanchez Silva, Johana Husserl. 2012. VIII International conference on fracture mechanics and
concrete structures.
27
30. Corrosion initiation in cracked fiber reinforced concrete: Influence of crack width, fiber type
and loading conditions. Carlos G. Berrocal, Ingemar Löfgren, Karin Lundgren, Luping Tang.
2015, Corrosion Science, págs. 128-139.
31. Steel Bests a Bevy of Challenges. Steel Institute of new York and the Ornamental Metal
Institute of New Tork. 2008, Metals in Construction, págs. 2-43.
32. Analisis del Fenomeno de la Corrosion en Materiales de uso Tecnico: Metales. Fernandez,
Francisco Luis Cuesta. Procedimientos de Proteccion. 2009.
33. Biocorrosion: towards understanding interactions between biofilms and metals. Iwona B
Beech, Jan Sunner. 2004, Current Opinion in Biotechnology, págs. 181-186.
34. Microbial Biofilms: from Ecology to Molecular Genetic. Mary Ellen Davey, George A. O'toole.
2000, Microbiology and Molecular Biology Reviews, págs. 847-867.
35. Corrosion inhibition in the presence of microbial corrosion. Videla, Hector A. 1996, NACE
International .
36. Microbiologically influenced corrosion: looking to the future. Héctor A.Videla, Liz K.
Herrera. 2005, International Microbiology, págs. 169-180.
37. Biocorrosion: towards understanding interactions between biofilms and metals. Iwona B
Beech, Jan Sunner. 2004, Current Opinion in Biotechnology, págs. 181-186.
38. Microbially Influenced Corrosion as a Model System for the Study of Metal Microbe
Interactions: a Unifying Electron Transfer Hypothesis. Hamilton, W A. 2003, Biofouling, págs.
65-76.
39. Sulphate respiration from hydrogen in Desulfovibrio bacteria: a structural biology overview.
Pedro M. Matias, Ines A.C. Pereira, Cla udio M. Soares, Maria Armenia Carrondo. 2005,
Progress in Biophysics and Molecular Biology, págs. 292–329.
40. Iron corrosion by novel anaerobic microorganisms. Hang T. Dinh, Jan Kuever, Marc
Mußmann, Achim W. Hassel, Martin Stratmann, Friedrich Widdel. 2004, Nature, págs. 829-
832.
41. Microbially Sustained Pitting Corrosion of 304 Stainless stell in Anaerobic Seawater. P. Angell,
J. S. Luo, D. C. White. 1995, Corrosion Science, págs. 1085-1096.
28
42. Microorganisms: Induction and inhibition of corrosion in metals. Kiana Alasvand
Zarasvand, V. Ravishankar Rai. 2014, International Biodeterioration & Biodegradation, págs.
66-74.
43. Effects of microbial cycling of Fe(II)/Fe(III) and Fe/N on cast iron corrosion in simulated
drinking water distribution systems. Haibo Wang, Chun Hu, Luchao Han, Min Yang. 2015,
Corrosion Science, págs. 599 - 606.
44. Laboratory investigation of microbiologically influenced corrosion of C1018 carbon steel by
nitrate reducing bacterium Bacillus licheniformis. Dake Xu, Yingchao Li, Fengmei Song,
Tingyue Gu. 2013, Corrosion Science, págs. 385–390.
45. The mutual co-regulation of extracellular polymeric substances and iron ions in biocorrosion
of cast iron pipes. Juntao Jin, Yuntao Guan. 2014, Bioresource Technology, págs. 387–394.
46. Biological iron oxidation by Gallionella spp. in drinking water production under fully aerated
conditions. W.W.J.M. de Vet, I.J.T. Dinkla, L.C. Rietveld, M.C.M. van Loosdrecht. 2011, water
research, pág. 5389 e5398.
47. Microbial Weathering. Introduction to Geomicrobiology. Konhauser, Kurt O. Alberta,
Canada : Wiley , 2009, págs. 192-200.
48. Oxalate production by fungi: significance in geomycology, biodeterioration and
bioremediation. Geoffrey M. Gaad, Jaleh Bahri-Estfahani, Qianwei Li, Young Joon Rhee,
Zhan Wei, Marina Fomina, Xinjin Liang. 2014, Fungal Biology Reviews, págs. 36-55.
49. Metal Transformation. Fungi in Bioremediation. Gadd, Geoffrey M. Dundee : Cambridge
University Press, 2001, págs. 359-382.
50. Strain-Specific Ureolytic Microbial Calcium Carbonate Precipitation. Frederik Hammes,
Nico Boon, Johan de Villiers, Willy Verstraete and d Steven Douglas Siciliano. 2003,
Applied and Environmental Microbiology , págs. 4901-4909.
51. Assessing the relative bioavailability of copper to fungi degrading treated wood. Jonathan S.
Schilling, Jacob Inda. 2011, International Biodeterioration & Biodegradation, págs. 18-22.
52. Magnesium AZ31B Alloy. [En línea]. NeoNickel.
http://www.neonickel.com/es/alloys/magnesium-alloys/alloy-az31b/?id=394.
29
53. Effect ofthefungus, Aspergillus niger, on the corrosion behaviour of AZ31B magnesium alloy in
artificial sea water. Qing Qu, Lei Wang, Lei Li, Yue He, Min Yang, Zhongtao Ding. 2015,
Corrosion Science, págs. 249-259.
54. Identification of microbiologically influenced corrosion (MIC) in industrial equipment failures.
J. Starosvetsky, D. Starosvetsky, R. Armon. 2007, Engineering Failure Analysis, págs. 1500-
1511.
55. Microbe–surface interactions in biofouling and biocorrosion processes. Iwona B. Beech, Jan
A. Sunner, Kenzo Hiraoka. 2005, International Microbiology, págs. 157-168.
56. Prevention and control of biocorrosion. Videla, Hector A. 2002, International
Biodeterioration & Biodegradation, págs. 259 – 270.
57. Aragonite–calcite–vaterite: A temperature influenced sequential polymorphic transformation
of CaCO3 in the presence of DTPA. Shanmukhaprasad Gopi, V.K. Subramanian, K.
Palanisamy. 2013, Materials Research Bulletin, págs. 1906–1912.
58. Mechanical and durability properties of high-strength concrete containing steel and
polypropylene fibers. Vahid Afroughsabet, Togay Ozbakkaloglu. 2015, Construction and
Building Materials, págs. 73-82.
59. Influence of bacteria on the compressive strength, water absorption and rapid chloride
permeability of fly ash concrete. Navneet Chahal, Rafat Siddique, Anita Rajor. 2012,
Construction and Building Materials, págs. 351-356.
60. Application of microbial biocementation to improve the physico-mechanical properties of
cement mortar. S.A. Abo-El-Enein, A.H. Ali, Fatma N. Talkhan, H.A. Abdel-Gawwad. 2013,
Housing and Building National Research Center Journal, págs. 36-40.
61. The bactericidal effect of silver nanoparticles . Jose Ruben Morones1, Jose Luis
Elechiguerra, Alejandra Camacho, Katherine Holt, Juan B Kouri, Jose Tapia Ramírez and
Miguel Jose Yacaman. 2005, IOP Science.
62. Biiological nanosilver particles for the protection of archaeological stones against microbial
colonization. Ashraf M.M. Essa, Mohamed K. Khallaf. 2014, International Biodeterioration &
Biodegradation, págs. 31-37.
30
63. Inhibition of Cladosporium growth on gypsum panels treated with nanosilver particles. M.A.
Shirakawa C.C. Gaylarde, H.D. Sahão, J.R.B. Lima. 2013, International Biodeterioration &
Biodegradation, págs. 57-61.
64. Effective microbial calcite precipitation by a new mutant and precipitating regulation of
extracellular urease. Hui Li, Youxin Song, Qijiu Li, Jianwei He, Youtao Song. 2014,
Bioresource Technology, págs. 269–275.
65. Biomineralization for sustainable construction – A review of processes and applications.
Varenyam Achal, Abhijit Mukherjee, Deepika Kumari, Qiuzhuo Zhang. 2015, Earth-Science
Reviews, págs. 1-17.
66. Biocorrosion: towards understanding interactions between biofilms and metals. Iwona B
Beech, Jan Sunner. 2004, Current Opinion in Biotechnology, págs. 181-186.