Escribiendo en Investigación del Agua, Investigadores austriacos de TU Graz y la Universidad de Graz discuten nuevos materiales que previenen el daño de la corrosión del hormigón inducida por microbios.

Los sistemas de aguas residuales son parte integral de la infraestructura en todas las comunidades. En un mundo ideal, funcionan sin problemas y son duraderos. Pero los procesos de transformación biogénica en los sistemas de tratamiento de aguas residuales y aguas son un "enemigo natural" de las plantas convencionales, con frecuencia causan daños al hormigón y elementos metálicos que son costosos de reparar. Como resultado, no es raro que los sistemas de aguas residuales tengan una vida útil de menos de diez años, antes de que deban renovarse o reemplazarse los componentes individuales. Gases tóxicos liberados durante procesos biogénicos, como el sulfuro de hidrógeno, también representan un riesgo importante para la salud, causando una variedad de síntomas desde irritación hasta insuficiencia respiratoria y muerte.

Escribiendo en el diario Investigación del agua , un grupo interdisciplinario de investigadores de TU Graz y la Universidad de Graz ha delineado estrategias destinadas a prevenir lo que se denomina corrosión del hormigón inducida por microbios (MICC).

Corrosión del hormigón inducida por microbios:hacer la vista gorda no es la respuesta

Cyrill Grengg, del Instituto de Geociencias Aplicadas de TU Graz, explicó:"MICC a menudo corroe los tipos convencionales de hormigón utilizados en las plantas de tratamiento de aguas residuales a una velocidad de un centímetro o más por año. En consecuencia, los elementos de hormigón se pueden destruir en unos pocos años, causando daños significativos a los sistemas de aguas residuales ". Según los investigadores, A menudo existe una falta de conciencia sobre estos procesos y la amenaza resultante para la infraestructura de aguas residuales y la salud humana. "Cerrar las tapas de las alcantarillas y mirar hacia otro lado no es la respuesta, ", Agregó Grengg. Solo en Alemania, el impacto económico de las reparaciones del sistema de aguas residuales se estima en unos 450 millones de euros al año. Aunque actualmente no hay datos disponibles para Austria, los costes pueden extrapolarse y aplicarse también a otros países europeos.

La corrosión ácida inducida por microbios (MICC) en las instalaciones de tratamiento de aguas residuales es el resultado de una secuencia de reacciones de reducción de sulfato biogénico, seguido de reoxidación. Inicialmente, el sulfato en las tuberías de presión o las aguas residuales estancadas es reducido por bacterias en condiciones anaeróbicas, o sin oxígeno, formando sulfuro de hidrógeno. Este picante Gas altamente venenoso se escapa al aire del alcantarillado y se difunde en las tuberías y pozos de alcantarillado. Allí se produce la reoxidación por bacterias autótrofas en los muros de hormigón que ni siquiera entran en contacto con las aguas residuales. Estos microorganismos producen ácido sulfúrico que reacciona con elementos de construcción de hormigón. Como Günther Koraimann del Instituto de Biociencias Moleculares de la Universidad de Graz, quien ha estudiado estos procesos en detalle, explica:"Esto conduce a la formación vigorosa de una biopelícula en la superficie del hormigón, una reducción del valor de pH por debajo de dos, en otras palabras, muy ácido, y extensa formación de nuevos minerales, principalmente en forma de yeso. La combinación de estos procesos da como resultado la rápida destrucción del hormigón ".

Solución holística

Los científicos de Graz trabajaron en una solución holística utilizando un enfoque de investigación interdisciplinario. La investigación en profundidad sobre los procesos microestructurales y microbiológicos fue seguida por el desarrollo de nuevos materiales resistentes a MICC en estrecha colaboración con el Instituto de Construcción y Materiales de Construcción en TU Darmstadt. En este contexto, El hormigón geopolímero demostró ser especialmente adecuado para resistir la corrosión ácida. Al desarrollar este material de construcción, la resistencia al ácido era una propiedad extremadamente deseable, al igual que las superficies altamente antibacteriostáticas, en lo que el equipo de investigación logró avances significativos:los microorganismos que desencadenan el proceso de oxidación inicial no pueden asentarse en tales superficies en primer lugar. Sucesivamente, esto evita la formación de ácido sulfúrico. Florian Mittermayr, del Instituto de Tecnología y Ensayo de Materiales de Construcción en TU Graz, comentó:"Logramos resultados muy prometedores con materiales que tienen una vida útil mucho mayor que los tipos de concreto convencionales. El uso de estos materiales duraderos permitiría a los operadores renovar sistemas de aguas residuales dañados, extendiendo significativamente su vida útil y reduciendo la carga financiera sobre el gobierno local y las asociaciones de aguas residuales ". Los investigadores publicaron sus últimos hallazgos sobre la prevención de MICC en la edición actual de la revista Investigación del agua 134 (2018) 341—352:"Avances en materiales de hormigón para sistemas de alcantarillado afectados por la corrosión del hormigón inducida por microbios:una revisión".

La provincia austriaca de Estiria proporcionó apoyo financiero para la investigación, y se dedica a crear conciencia sobre este problema global entre las autoridades locales de Estiria y las asociaciones regionales de aguas residuales.