O documento discute os processos de corrosão eletroquímica e corrosão microbiana, descrevendo os principais microrganismos envolvidos e mecanismos de corrosão. Também apresenta métodos de proteção como a aplicação de revestimentos, modificação do ambiente e uso de inibidores de corrosão.

1. Processos Bioquímicos
Curso Técnico em Química
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
RIO DE JANEIRO
CAMPUS DUQUE DE CAXIAS
Prof.ª MSc. Michele Rocha Castro & Prof. ª PhD. Maria Inês Teixeira
michele.castro@ifrj.edu.br

2. Corrosão eletroquímica sem influência de microrganismos
 A corrosão eletroquímica é uma reação química que ocorre no metal quando
inserido em um meio agressivo. Essa interação físico-química gera transferência de
elétrons entre as regiões anódica e catódica do metal fragilizando este substrato.
 A corrosão ocorre tanto em materiais metálicos como não-metálicos (concreto,
borracha, madeira, polímeros, entre outros).

3. Corrosão microbiana: processo eletroquímico influenciado por
processos biológicos devido à atividade de microrganismos
Biofilme
Superfície
metálica
OXIDAÇÃOREDUÇÃO
Componentes
fundamentais:
Metal
Solução
Microrganismos
 Os microrganismos são capazes de iniciar, facilitar ou acelerar o processo
corrosivo através de seus metabólitos ativos , sem alterar o fenômeno
eletroquímico.
Obs: No catodo ocorre a redução (ganho de elétrons).

4. Os produtos originados do metabolismo microbiano afetam as
reações anódicas e catódicas provocando dissolução do metal
H2S
H+
Principais microrganismos
da corrosão microbiana:
Bactéria aeróbias
Bactérias anaeróbias
 Os principais produtos metabólicos microbianos que tendem a provocar perda
de massa generalizada do metal são: ácidos orgânicos e inorgânicos, dióxido de
carbono, gás sulfídrico e hidrogênio, entre outros.

5. A corrosão microbiana tem causado problemas e perdas inestimáveis nas indústrias
químicas, petroquímicas, civil, naval, geradoras de energia elétrica, entre outras.
 Estruturas enterradas,
aéreas ou submersas.
 Oleodutos e
emissários submarinos.
 Gasodutos e cabos de
comunicação.
 Tanques de
combustíveis.
 Equipamentos de
diversas indústrias.
 Biodeterioração de
materiais não-metálicos.

6. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
 Bactérias redutoras de sulfatos (BRS)
Gênero Desulfovibrio
 São anaeróbias estritas e heterotróficas.
 Principais espécies: gêneros Desulfovibrio e Desulfobacter.
 Podem ser encontradas em água doce, salgada, solo e tanques de
armazenamento de combustíveis. Algumas espécies são capazes de crescer
em condições extremas.
 Maioria mesófila (ótimo crescimento entre 25 e 40°C), geralmente crescem
na faixa ótima de 7,2 a 7,8 de pH.
 Realizam um processo de respiração
anaeróbica, denominado redução desassimilativa
do sulfato, onde o sulfato é o aceptor final de
elétrons, com liberação de gás carbônico e de
compostos de enxofre (sulfetos, gás sulfídrico, e
bissulfetos metálicos) altamente corrosivos para o
ferro e suas ligas.

7. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
 Bactérias precipitantes de ferro (ferrobactérias)
 São aeróbias e obtém energia necessária ao seu
metabolismo a partir da oxidação ou redução do ferro.
 Principais espécies: Acidithiobacillus ferrooxidans,
Leptospirillum ferrooxidans e Gallionella ferruginea.
Leptospirillum ferrooxidans
 São autotróficas e obtém energia a partir
da oxidação do íon ferroso a férrico com
formação de Fe(OH)3 ou FeO3.H2O
compostos insolúveis que são depositados
sobre as superfícies metálicas.
 Ótimo crescimento entre 0 e 40°C e se desenvolvem na faixa de 5,5 a 8,2 de
pH. As ferrobactérias são encontradas em águas de poços subterrâneos, água
doce, água do mar, no solo e em poços de petróleo.

8. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
 Bactérias oxidantes de enxofre
 A maioria é aeróbia obtendo energia a partir da oxidação de compostos
reduzidos de enxofre e enxofre elementar, com geração de sulfato.
Exemplos: Acidithiobacillus thiooxidans e Acidithiobacillus concretivorus .
 Vivem em valores de pH ácido (acidófilas) e
temperatura entre 25 e 30°C. Dependendo da
espécie bacteriana podem ser encontradas em
águas de minas de ouro e carvão, águas de esgoto
ou águas poluídas. Estas bactérias participam do
ciclo do enxofre por serem quimioautotróficas .
Sulfato + meio
aquosoAtividade
metabólica
H2SO4
Agente
corrosivo
Estrutura
metálica
Concreto
Mármore

9. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
Bactérias produtoras de ácidos
 Estas bactérias crescem a 25-30 ºC com pH em torno de 2,0 e podem
secretar ácidos orgânicos (acético, isobutírico, succínico, entre outros) como
também ácidos inorgânicos (sulfúrico).
 As bactérias do gênero Acidithiobacillus spp. oxidam o enxofre a ácido
sulfúrico, promovendo corrosão severa em equipamentos de hidrelétricas e
de mineração .
 As bactérias produtoras de ácidos são microrganismos heterotróficos que
secretam ácidos, os quais promovem a oxidação eletroquímica de metais,
tendo ação intensificada quando estes metabólitos aderem na interface
metal/solução.

10. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
Bactérias produtoras de EPS (Exopolissacarídeos)
 Os polímeros são produzidos pelos microrganismos após sua adesão nas
superfícies metálicas formando uma matriz gel que dá estrutura aos biofilmes.
Composição dos biofilmes:
 Microrganismos
 Substâncias poliméricas extracelulares (geralmente EPS)
 Água (90%)
 Estes exopolímeros agem na interface metal/solução imobilizando água,
aprisionando produtos de corrosão e metais (manganês, cobre, cromo e
ferro), como também diminuem a difusão dentro do biofilme.
 Principais espécies: BRS , gênero Acidithiobacillus e Pseudomonas.

11. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
Processo de formação de um biofilme bacteriano
1- Formação da camada condicionante por moléculas orgânicas que se
transferem do líquido para a superfície sólida e início da colonização;
2 - Colonização da superfície por bactérias planctônicas e começo da existência
séssil pela excreção de produtos de matriz extracelular;
3 - Adesão e ancoramento das células à superfície de forma irreversível;
4- Replicação (multiplicação) de diferentes espécies de bactérias sésseis sobre a
superfície do metal. O biofilme aumenta em espessura e as condições de sua
base são alteradas;
5 - Desprendimento de porções do biofilme;
6 - Recolonização de áreas adjacentes e expostas da superfície por bactérias
planctônicas ou por bactérias sésseis.

12. Principais microrganismos associados ao processo de
corrosão microbiana
EPS
Substrato
1
2
3 4
Maior qte de material
exopolimérico
Maior probabilidade de
adesão de novas células
Maior proteção das
células aderidas
Estímulo da atividade
das BRS
CORROSÃO
MICROBIANA
Processo de formação de um biofilme bacteriano

13. Mecanismos de corrosão microbiana
Formação de células de aeração diferencial
 Formação de regiões menos oxigenadas e mais oxigenadas levando ao
desenvolvimento de área anódicas e catódicas separadas.
Como isso interfere na formação do biofilme e consequentemente no
processo de corrosão microbiana?
Superfície metálica
[O2]
[O2]
[O2]
[O2]
[O2]
[O2]
anódica
catódicacatódica
 A adesão dos microrganismos à superfície dos materiais é aleatória
resultando em uma colonização heterogênea (distribuição não uniforme do
biofilme) com formação de microrregiões de aeração diferencial.

14. Mecanismos de corrosão microbiana
Produção de metabólitos corrosivos
 Ácidos orgânicos e inorgânicos gerados pelo metabolismo microbiano ao
entrarem em contato com superfícies metálicas, podem causar a sua
corrosão quer diretamente ou quer pela destruição da película de proteção
(revestimento).
Superfície metálica
ácidos
orgânicos
Metabolismo
microbiano
ácidos
inorgânicos
ácidos
orgânicos
ácidos
inorgânicos
Corrosão
direta
Destruição do
revestimento

15. Mecanismos de corrosão microbiana
Corrosão por ação conjunta de bactérias
 O produto gerado pela ação de um grupo de bactérias pode ser utilizado
por outras espécies podendo acelerar ainda mais a corrosão nos metais.
Óxidos de ferro e
bissulfeto metálico
Bactérias
precipitantes de
ferro
BRS
Tubulação
Região
anaeróbica
CORROSÃO

16. Mecanismos de corrosão microbiana
Metabolismo
microbiano
Agente inibidor de corrosão
algumas espécies de
bactérias e fungos
filamentosos
Consumo de inibidores de corrosão
Consumo das substâncias
empregadas nos inibidores.
Superfície metálica
X

17. Mecanismos de corrosão microbiana
Despolarização catódica
catódica
anódica anódica
catódica
H2 H2 H2
H2 H2 H2
H2 H2 H2
H2 H2 H2
XSuperfície metálica Superfície metálica
BRSMetabolismo
microbiano
Polarização Despolarização na região catódica
 O recobrimento total da região catódica pelo hidrogênio impede que haja
consumo de elétrons e consequentemente a continuidade do processo
corrosivo.
 O consumo microbiano do hidrogênio molecular adsorvido à superfície
do metal na região catódica realizado pelas BRS hidrogenases positivas
expõe novamente o metal a ação dos agentes corrosivos.

18. Mecanismos de corrosão microbiana
Destruição e remoção de revestimentos protetores
Aço carbono - material de baixa
resistência à corrosão
Revestimento protetor
Degradação
Produção e excreção
de enzimas
hidrolíticas
Ataque de agentes
corrosivos
Ruptura do revestimento pela difusão
de gases gerados por células
microbianas nos biofilmes
Superfície metálica
Metabolismo
microbiano
algumas espécies de
bactérias e fungos
filamentosos

19. Métodos de proteção, prevenção e controle da corrosão
1- Destruição ou inibição do crescimento através da adição
de substâncias bactericidas ao meio.
 Adequação a especificidade do microrganismo.
 Capacidade para manter sua ação inibidora em condições similares de
temperatura e pH.
 Não ser corrosivo.
Pré-requisitos:

20. Métodos de proteção, prevenção e controle da corrosão
EXEMPLOS DE INIBIDORES FUNÇÃO
Cromatos Evitam a contaminação
microbiológica no querosene de avião
Sais de amônio quaternário (CDS) São inibidores de corrosão para o aço
na proteção de oleodutos
Nitritos de sódio Inibidor de corrosão em estruturas de
concreto armado
Poliaminas São utilizadas em sistemas de
pinturas
Compostos de Boro e Monometileter
etilenoglicol
Utilizado para conter a corrosão em
tanques de avião
Sulfato de sódio e hidrazina Muito utilizado em caldeiras

21. Métodos de proteção, prevenção e controle da corrosão
2- Modificação das características do ambiente onde
ocorre a corrosão, para torná-lo inadequado ao
desenvolvimento dos microrganismos.
 Remoção de metabólitos essenciais à bactéria.
 Modificação da concentração de oxigênio.
 Alterando o pH ótimo para o desenvolvimento, inibindo o crescimento
de bactérias.

22. Métodos de proteção, prevenção e controle da corrosão
3 - Aplicação de revestimentos sobre superfícies com a
finalidade de criar uma barreira entre o metal e o meio
corrosivo.
Principais tipos:
 Revestimentos metálicos.
 Revestimentos não-metálicos inorgânicos.
 Revestimentos não-metálicos orgânicos.