Corrosión MIC: Qué es la corrosión influenciada microbiológicamente y cómo la abordan los recubrimientos

La corrosión influenciada microbiológicamente (MIC), también llamada corrosión microbiana o biocorrosión, es la corrosión iniciada o acelerada por la actividad metabólica de los microorganismos. No es un mecanismo electroquímico independiente. Las bacterias y otros microorganismos crean entornos químicos localizados que inician o aceleran los procesos de corrosión ordinarios, sobre todo las picaduras, a velocidades superiores a las que produciría por sí solo el medio general. Las estimaciones citadas con frecuencia atribuyen a la MIC alrededor del 20 % del coste total de la corrosión, lo que la convierte en uno de los mecanismos de corrosión de mayor peso económico en la infraestructura industrial.

Este artículo explica qué organismos causan la MIC, dónde se produce, cómo daña el acero, cómo se detecta y qué implica para la selección del recubrimiento y la preparación de superficies. Está dirigido a ingenieros de corrosión, especificadores de recubrimientos y responsables de integridad de activos.

¿Qué microorganismos causan la MIC en la infraestructura de acero?

La MIC en el acero al carbono y otros metales ferrosos se asocia principalmente a tres grupos de bacterias:

Bacterias sulfatorreductoras (SRB)

Las SRB son bacterias anaerobias: actúan en ausencia de oxígeno y utilizan los iones sulfato (SO₄²⁻) como aceptor de electrones, reduciendo el sulfato a sulfuro de hidrógeno (H₂S). El H₂S es corrosivo para el acero, y el entorno de sulfuro biogénico que crea provoca picaduras localizadas agresivas. Las SRB son los organismos MIC más documentados; una revisión les atribuye casi la mitad de los casos relacionados con la MIC. Se encuentran en:

• El interior de tuberías de sistemas de petróleo y gas donde hay agua libre
• Las zonas sumergidas de estructuras offshore y los sedimentos del lecho marino
• Los sistemas de agua de lastre y de inyección de agua
• El interior de intercambiadores de calor y los sistemas de agua de refrigeración con bioincrustación
• Las superficies exteriores de tuberías enterradas en suelos anaerobios

Bacterias productoras de ácido (APB)

Las APB son bacterias aerobias o anaerobias facultativas que producen ácidos orgánicos (acético, fórmico, láctico) como subproductos metabólicos. Estos ácidos reducen localmente el pH en la superficie del metal y aceleran la corrosión. Las APB suelen actuar junto con las SRB: consumen el oxígeno de la biopelícula y crean las condiciones anaerobias que necesitan las SRB, a la vez que hacen el entorno local más agresivo.

Bacterias oxidantes del hierro (IOB)

Las IOB son bacterias aerobias que oxidan el hierro ferroso (Fe²⁺) a hierro férrico (Fe³⁺) y utilizan la energía liberada para su metabolismo. Los depósitos que forman contribuyen a crear pilas de concentración de oxígeno, con la corrosión concentrada debajo de ellos. Las IOB producen tubérculos voluminosos de color pardo rojizo (montículos de óxidos de hierro y biomasa bacteriana) sobre los puntos de corrosión activa, un indicador visual característico de una posible MIC.

¿Dónde se produce la MIC en activos industriales y marinos?

¿Cómo daña la MIC el acero?

La MIC produce corrosión mediante varios mecanismos que a menudo actúan simultáneamente dentro de una biopelícula:

• Producción biogénica de H₂S: el H₂S producido por las SRB reacciona con el acero y forma productos de corrosión de sulfuro de hierro (FeS). El FeS es catódico respecto al acero y forma pares galvánicos que aceleran las picaduras del acero circundante.
• Acidificación local: los ácidos orgánicos de las APB y la química ácida en el interior de las picaduras activas reducen el pH local muy por debajo del del fluido general, lo que aumenta la velocidad de disolución del acero.
• Pilas de aireación diferencial: las biopelículas y los depósitos limitan el acceso de oxígeno al acero que cubren y crean pilas de concentración de oxígeno en las que la zona cubierta se vuelve anódica y la superficie descubierta, catódica.
• Captación de electrones y despolarización catódica: la teoría clásica sostenía que las SRB aceleran la corrosión al consumir el hidrógeno catódico. Esto sigue siendo objeto de debate. Las revisiones actuales distinguen entre la corrosión provocada por metabolitos corrosivos (como el H₂S y los ácidos) y la corrosión en la que algunos microbios captan electrones directamente de la superficie del hierro (transferencia extracelular de electrones, EET-MIC).

El resultado práctico son picaduras localizadas agresivas, a menudo con una morfología característica (picaduras irregulares y socavadas con depósitos negros de FeS en la MIC relacionada con SRB; picaduras cubiertas de tubérculos donde actúan las IOB), a velocidades superiores a las que produciría el entorno químico general.

¿Cómo se detecta y se monitoriza la MIC?

El diagnóstico de la MIC combina evidencias microbiológicas, químicas y de corrosión. La NACE TM0212 establece las condiciones que deben cumplirse antes de confirmar la MIC como causa de la corrosión interna, porque la mera presencia de microorganismos no demuestra que hayan causado el daño.

• Ensayos de cultivo bacteriano: los métodos de cultivo por diluciones seriadas del Número Más Probable (NMP) estiman las poblaciones de SRB, APB e IOB en muestras de agua de producción, agua de proceso y biopelícula. Solo una fracción de los organismos presentes crece en los medios de cultivo, por lo que los cultivos confirman su presencia, pero no miden la velocidad de corrosión.
• Métodos moleculares: la qPCR (reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa) identifica y cuantifica organismos concretos relevantes para la MIC en muestras de agua, sólidos o biopelícula. Contabiliza células vivas, inactivas y muertas, y se utiliza cada vez más para la monitorización en la producción de petróleo y gas.
• Monitorización de la corrosión: los cupones, las sondas de resistencia eléctrica y los instrumentos de resistencia a la polarización lineal (LPR) proporcionan datos de velocidad de corrosión; las velocidades elevadas en entornos propensos a la MIC corroboran los datos microbiológicos.
• Inspección por ultrasonidos: el escaneo UT exterior de tramos de tubería y paredes de recipientes detecta pérdidas de espesor localizadas compatibles con las picaduras por MIC.

¿Cómo combaten la MIC los recubrimientos protectores?

Los recubrimientos protectores combaten la MIC principalmente mediante protección de barrera: mantienen los microorganismos, el agua y sus productos metabólicos alejados de la superficie del acero. Un recubrimiento bien aplicado, intacto y con buena adherencia sobre acero correctamente preparado es la principal defensa tanto contra la corrosión abiótica como contra la microbiana.

Consideraciones clave del sistema de recubrimiento en entornos con MIC:

• La continuidad del recubrimiento es fundamental: cualquier poro, daño mecánico o fallo de adherencia crea un punto de entrada para las bacterias y sus metabolitos corrosivos. La MIC es especialmente agresiva en los defectos del recubrimiento, porque el recubrimiento desprendido crea la grieta apantallada y acumuladora de nutrientes que favorece a las SRB. Para los revestimientos en servicio de inmersión se suele especificar el ensayo de detección de poros (discontinuidades), por ejemplo según NACE SP0188.
• Resistencia al H₂S y a los ácidos orgánicos: algunas formulaciones epoxi estándar pueden ablandarse o degradarse en entornos con alto contenido de H₂S. Especifique productos que el fabricante haya ensayado y aprobado para la exposición prevista.
• Tratamiento biocida antes del recubrimiento: cuando la biopelícula y la MIC están establecidas, es práctica habitual aplicar un tratamiento biocida (por ejemplo, un bache de biocida durante el paso de pigs, o limpieza manual con solución biocida) antes de la preparación de superficies y del recubrimiento, para reducir la comunidad biológica activa antes de sellar el acero.
• Calidad de la preparación de superficies: los residuos de biopelícula y los productos de corrosión de la MIC deben eliminarse físicamente antes de recubrir. Los revestimientos de inmersión de alto desempeño suelen especificarse sobre SSPC-SP 10 / Sa 2½ o superior; la hoja de datos del recubrimiento fija el grado. El ensayo de sales solubles tras la preparación es imprescindible, porque los productos de corrosión de la MIC pueden contener sulfuros, cloruros y sulfatos que deben quedar por debajo de los límites de la especificación.

¿Cómo debe prepararse para el recubrimiento el acero afectado por MIC?

El acero con daños de MIC establecidos plantea retos de preparación de superficies similares a los del acero con picaduras agresivas por cloruros, porque en ambos casos la picadura es la principal morfología de daño. Consulte corrosión por picaduras y preparación de superficies. El procedimiento:

1. Tratamiento biocida: aplique una solución biocida para eliminar las bacterias activas antes de la preparación mecánica, de modo que no se redistribuyan bacterias viables durante la preparación.
2. Eliminación del grueso de los depósitos de MIC: los depósitos de sulfuro de hierro, los tubérculos y la costra de corrosión deben retirarse antes de la preparación final. El disco giratorio Tercoo® es adecuado para eliminar mecánicamente depósitos de corrosión gruesos en trabajos de mantenimiento.
3. Chorreado o preparación mecánica hasta el grado objetivo: normalmente SSPC-SP 10 / Sa 2½ para sistemas de recubrimiento protector y SP 5 / Sa 3 para metalización por proyección térmica, según exija la especificación. Donde no es posible chorrear, una herramienta de impacto como el Bristle Blaster® puede lograr una limpieza comparable a Sa 2½ con perfil de anclaje; el caso de éxito del método en dos pasos muestra la eliminación del grueso con Tercoo® seguida de la generación de perfil. Las picaduras profundas son las zonas más difíciles para cualquier herramienta mecánica, así que revise con atención el fondo de las picaduras.
4. Ensayo de sales solubles: los sulfuros, cloruros y sulfatos del acero afectado por MIC deben estar por debajo de los límites de la especificación antes de recubrir. Si es necesario, lave con agua y vuelva a ensayar. Consulte contaminación por sales solubles y fallos del recubrimiento.
5. Recubra sin demora: el acero desnudo en un sistema con MIC activa puede volver a colonizarse y sufrirá oxidación instantánea. Aplique la imprimación lo antes posible una vez finalizada y verificada la preparación de superficies.

Puntos clave

• La MIC es la corrosión iniciada o acelerada por la actividad metabólica de microorganismos, principalmente bacterias sulfatorreductoras (SRB), bacterias productoras de ácido (APB) y bacterias oxidantes del hierro (IOB). Las estimaciones citadas con frecuencia sitúan su parte del coste total de la corrosión en torno al 20 %.
• La MIC produce picaduras localizadas agresivas con una morfología característica (depósitos negros de FeS con SRB, tubérculos con IOB) a velocidades superiores a las que causaría por sí solo el entorno general.
• La presencia de bacterias en una muestra no demuestra la MIC; el diagnóstico combina evidencias microbiológicas, químicas y de corrosión (NACE TM0212).
• Los recubrimientos protectores combaten la MIC mediante protección de barrera. La continuidad del recubrimiento es fundamental: cualquier desprendimiento o poro crea la grieta apantallada y rica en nutrientes que favorece a las SRB.
• Preparar el acero afectado por MIC implica tratamiento biocida, eliminación de los depósitos de MIC (Tercoo® es adecuado para trabajos de mantenimiento), preparación al grado especificado, ensayo de sales solubles e imprimación sin demora.

Artículos relacionados

• Control de la corrosión en activos industriales
• Recubrimientos industriales: tipos, sistemas y requisitos de preparación de superficies
• Normas SSPC de preparación de superficies: guía completa

Preguntas frecuentes

¿Qué bacterias causan la corrosión influenciada microbiológicamente?

Los principales grupos sobre el acero son las bacterias sulfatorreductoras (SRB), que producen sulfuro de hidrógeno; las bacterias productoras de ácido (APB), que reducen el pH local; y las bacterias oxidantes del hierro (IOB), que forman tubérculos sobre los puntos de corrosión. Suelen actuar juntas dentro de una biopelícula, donde las APB consumen el oxígeno y crean las condiciones anaerobias que necesitan las SRB.

¿Cómo se confirma que la corrosión es MIC?

No basta con encontrar bacterias, porque hay microorganismos en la mayoría de los sistemas de agua. La NACE TM0212 exige varias líneas de evidencia: ensayos microbiológicos (cultivo o qPCR), análisis químico de depósitos y fluidos, y datos de corrosión o una morfología de picaduras compatibles con la actividad microbiana. En conjunto demuestran que los organismos causaron el daño.

¿Pueden los recubrimientos prevenir la MIC?

Sí, un recubrimiento intacto y bien adherido previene la MIC al mantener los microorganismos y sus metabolitos alejados del acero. Los puntos débiles son los poros, los daños mecánicos y las zonas desprendidas, que crean grietas apantalladas donde proliferan las SRB. Una buena preparación de superficies, el ensayo de detección de poros y la reparación inmediata de los defectos son lo que hace que la barrera funcione.

¿Qué preparación de superficies necesita el acero afectado por MIC?

Elimine las bacterias activas con biocida, retire los depósitos de sulfuro de hierro y los tubérculos, y prepare después al grado indicado en la hoja de datos del recubrimiento, normalmente SSPC-SP 10 / Sa 2½ para revestimientos de inmersión. Ensaye las sales solubles, lave y vuelva a ensayar si superan el límite, e imprime sin demora para evitar la oxidación instantánea y la recolonización.