Microbiología de fluidos metalúrgicos

Los microorganismos se pueden definir como organismos vivos solo visibles bajo el microscopio. El mundo microbiano es tremendamente diverso y se compone de organismos unicelulares y pluricelulares. Para los fluidos metalúrgicos los más importantes son las bacterias y los hongos.

Bacterias

Las bacterias son un gran grupo de organismos unicelulares normalmente de unas micras de largo. Existen miles de especies conocidas de bacterias en la tierra y pueden ocupar cualquier hábitat del planeta formando la mayor parte de la biomasa del planeta.

bacteria
Los microorganismos se pueden definir como organismos vivos solo visibles bajo el microscopio. El mundo microbiano es tremendamente diverso y se compone de organismos unicelulares y pluricelulares. Para los fluidos metalúrgicos los más importantes son las bacterias y los hongos.

Bacterias encontradas normalmente en fluidos metalúrgicos

  • Pseudomonas oleovorans
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Achromobacter sp
  • Escherichia coli
  • Staphylococcus sp
  • Bacillus cereus
  • Clostridium sp
  • Desulfovibrio sp (SRB)

Como el resto de los seres vivos, las bacterias dependen de una fuente de energía (luz, química) y de una fuente de carbono (compuestos orgánicos, CO2) para el metabolismo. Las bacterias necesitan también nutrientes y condiciones favorables, tales como pH y temperatura, para reproducirse. Estas condiciones dependen del tipo de bacteria:

  • Bacterias aerobias – necesitan oxígeno
  • Bacterias anaerobias – no necesitan oxígeno

Entre las bacterias anaerobias, se incluyen las bacterias sulfato-reductoras (SRB), a las que se puede achacar el desagradable olor a “huevos podridos”. También pueden provocar intensas manchas oscuras en máquinas y herramientas.

Crecimiento bacteriano y reproducción

- Crecimiento bacteriano frente a tiempo
- Crecimiento bacteriano frente a tiempo

En condiciones óptimas, las bacterias se pueden dividir entre cada 10 y 20 minutos, creando un crecimiento logarítmico hasta que se llega a la densidad de población (biomasa) máxima sostenible.

Formación de biofilm

Un biofilm se forma cuando las bacterias se adhieren a una superficie y se dejan ahí. Estas segregan un polímero que atrapa a otros microbios y partículas, formando una película. Esta película incluye una diversidad de microorganismos, incluyendo bacterias aerobias y anaerobias en un entorno muy estable y en el que es muy difícil de penetrar.

Hongos, levaduras y mohos

Los hongos y mohos son pluricelulares y grandes y comparación con las bacterias (>2цm).

La contaminación por hongos puede generar problema, dado que produce tanto biomasa como toxinas. El crecimiento de la biomasa puede representar un especial problema porque crece como un tapiz que se debe retirar con medios mecánicos. Los hongos se pueden alimentar de los minerales del agua, por lo que la “composición” ideal del agua para fluidos metalúrgicos es desionizada, cuando sea posible.

Fungus
Los microorganismos se pueden definir como organismos vivos solo visibles bajo el microscopio. El mundo microbiano es tremendamente diverso y se compone de organismos unicelulares y pluricelulares. Para los fluidos metalúrgicos los más importantes son las bacterias y los hongos.

Los tipos habituales de levaduras y hongos que se pueden encontrar en fluidos metalúrgicos son:

  • Aspergillus sp
  • Acremonium sp
  • Candida albicans
  • Penicillium sp
  • Geotrichum candidum
  • Trichoderma sp

Las levaduras son hongos unicelulares que pueden ser aerobios o anaerobios. Las levaduras prefieren un entorno de pH neutral o ligeramente ácido.

Bio deterioration of metal working fluids

A typical metal working fluid can consist of various organic components such as fatty acids, esters, surfactants, sulphur and phosphate compounds plus contamination such as tramp oil. All of these can provide ideal nutrition for bacteria resulting in a significant impact on fluid performance.

Biodegradación de fluidos metalúrgicos

Un fluido metalúrgico típico puede constar de varios compuestos orgánicos, como: ácidos grasos, ésteres, tensoactivos, compuestos de azufre y fósforo, además de contaminantes, como el aceite usado. Todos ellos son unos nutrientes excelentes para las bacterias, lo que tiene una gran influencia sobre el rendimiento del fluido.

Características de la emulsión

La actividad microbiana puede cambiar las características de la emulsión, bien aumentando la formación de espumas o separando la emulsión por culpa de la producción de ácidos orgánicos y tensoactivos biológicos.

Rendimiento del fluido

Los microorganismos pueden metabolizar aditivos de lubricación que luego se degradan y descomponen, perdiendo toda o parte de su funcionalidad como consecuencia.

Inhibición de la corrosión

Los microbios pueden afectar las propiedades frente a la corrosión de los fluidos metalúrgicos por la generación de ácidos orgánicos y enzimas que atacan las superficies metálicas.

Aspecto visual: olor y lodo

El fenómeno habitual del “olor de lunes por la mañana” es consecuencia del metabolismo microbiano. Esto provoca la generación de ácidos orgánicos y aldehídos con olores característicos, o de otros más potentes como el del ácido sulfhídrico. Estos gases se acumulan durante las paradas y se liberan al recircular el fluido.

Efectos sobre la salud

Entre los riesgos para la salud de los microorganismos en fluidos metalúrgicos se incluyen: infecciones, reacciones frente a las toxinas y alérgicas. El riesgo puede aumentar notablemente cuando hay heridas, como cortes y abrasiones, que no se han tratado correctamente. Se recomienda siempre una buena higiene personal y el uso de los EPI adecuados.

Emulsion characteristics

Microbial activity can change emulsion characteristics either by increasing foaming or by splitting the emulsion due to the production of organic acids and bio-surfactants.

Fluid performance

Micro-organisms can metabolise lubricity additives which are then degraded and broken down and their functionality lost or reduced as a result.

Corrosion Inhibition

Microbes can affect MWF corrosion properties through the generation of organic acids and enzymes which attack metal surfaces.

Aesthetics – Odour & Slime

The common phenomenon of ‘Monday morning odour’ is as a result of microbial metabolism. This results in the generation of organic acids and aldehydes with characteristic odours to the more potent gases such as hydrogen sulphide. These gases are allowed accumulate during a shutdown and are released as the fluid is re-circulated.

Health Effects

The risk to health of microorganisms in metal working fluids includes infection, reaction to toxins and allergic reactions. The risk can be significantly increased where there are improperly treated wounds such as cuts and abrasions. Good personal hygiene and the correct PPE are always recommended.

Control del estado

Observaciones

Los malos olores y lodos residuales son señales claras de actividad microbiana. La acumulación de aceite residual puede fomentar el crecimiento bacteriano, por lo que se debe procurar evitar siempre. Inspección visual y detección de mala higiene y prácticas de limpieza. Los líquidos estancados, acumulaciones de basura y una mala higiene personal empeorarán cualquier caso de contaminación microbiana.

Pruebas microbiológicas

El modo más habitual de comprobar la presencia de contaminación biológica es tomar una muestra del fluido o superficie y cultivarla en un medio (Agar).

Un método sencillo y adecuado es el uso de placas de cultivo prefabricadas. Tienen una superficie de agar en ambas caras y dependiendo del tipo de placa, fomentarán el crecimiento de bacterias en una cara (marcada con puntos rojos) y de hongos y levaduras en la otra.

Se debe tener en cuenta que la evaluación de bacterias anaerobias está limitada, debido a la presencia de oxígeno. Esto no quiere decir que no las haya.

A continuación se incluye una guía de los niveles de contaminación considerados importantes y de las medidas recomendadas:

Level of contamination
CFU = colony forming units per gram or cm³
<10³ baja contaminación
La contaminación se mantiene en niveles bajos. Se debe seguir controlando el fluido en caso de que aumente el crecimiento
<10⁴ contaminación moderada-alta
Se recomienda añadir un biocida para reducir o limitar el crecimiento microbiano.
<10⁶ alta contaminación
Se deben tomar medidas inmediatas. La adición de un biocida puede reducir o limitar la contaminación, sin embargo, a largo plazo se recomienda el vaciado y limpieza.

Control y reducción de la velocidad de crecimiento bacteriano

  1. Seleccione un producto con características bioestables: Q8 Baroni, Q8 Berlioz y Q8 Brunel.
  2. Esterilice su sistema antes de añadir un nuevo fluido.
  3. Asegúrese de que se siguen los procedimientos de mezcla adecuados.
  4. Mantenga las máquinas tan limpias como sea posible, eliminando regularmente lascas y virutas.
  5. Elimine la contaminación por aceite – “aceite residual”.
  6. Mantenga las concentraciones de los fluidos dentro de los parámetros recomendados.
Matthew Bloomer

De nuestro especialista Matthew Bloomer

Matthew trabaja en Q8Oils desde 2008 y es especialista en fluidos solubles, particularmente en biocidas y microbiología, gracias a su formación en Química.

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