Es necesaria una abrumadora cantidad de fondos en los Estados Unidos para reparar o reemplazar infraestructuras cloacales de hormigón envejecidas, y debido a ello un equipo de científicos está tratando de comprender mejor cómo ciertos compuestos afectan la integridad estructural de los sistemas de recolección de aguas residuales mediante la evaluación de las bacterias, gases y otros compuestos que contribuyen a su deterioro.

Conocer el estado de las tuberías puede proporcionar pistas valiosas que las empresas de servicios pueden utilizar para localizar conductos que necesiten reparación antes de que presenten pérdidas o roturas.

El equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Civil, Ambiental y Arquitectura de la Universidad de Colorado, Boulder, liderado por Mark T. Hernandez encontró que una gran parte del problema recae en los gases del alcantarillado que alimentan a los microbios generadores de ácido que crecen en colonias, formando biopelículas dentro de la tubería de alimentación. Es bien sabido que estos microbios juegan un factor en la corrosión, pero los tipos específicos de bacterias y otras condiciones que contribuían a los problemas de la corrosión no eran conocidos. Esta investigación intentó abordar esas cuestiones.

Mantenimiento Costoso
Solo el mantenimiento de los sistemas de recolección de aguas residuales en Estados Unidos demanda 4,5 billones de dólares por año, según informaron los investigadores. Ellos señalaron que la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos estima que más de 8.000 km de alcantarillas necesitarán rehabilitación durante los próximos 20 años. La oficina de presupuesto del Congreso estima que el costo para la restauración de la infraestructura que transporta las aguas residuales podría exceder los 12 billones de dólares.

Solo los problemas asociados pueden sobrepasar este costo. Tal como lo señala la EPA:

"La corrosión de las tuberías de aguas residuales puede desembocar en la liberación de aguas residuales no tratadas en el medio ambiente. La corrosión puede acortar la vida útil de los sistemas de agua, aumentando de esta forma los costos de los clientes. Los acueductos y tuberías de alcantarillado corroídas pueden tener pérdidas o romperse ocasionando erosión en el suelo y daño en las carreteras."

La agencia está investigando diversos parámetros que podrían afectar la vida útil de los sistemas y que finalmente podrían reducir la necesidad de reparaciones. Esto incluye el testeo y el desarrollo de mejores prácticas de mantenimiento capaces de reducir la necesidad de rehabilitar sistemas.

Gases Tóxicos
Además de erosionar las tuberías de hormigón, los gases son tóxicos y potencialmente dañinos para la salud humana. El gas sulfuro de hidrógeno, por ejemplo, puede causar somnolencia, así como nerviosismo, mareos, náuseas, dolor de cabeza e irritación en los ojos. En concentraciones más altas, puede provocar la muerte. Tiene un beneficio y es que su olor a huevos podridos puede alertar a los ocupantes del edificio de los problemas antes de que llegue a altas concentraciones, como en el caso del amoníaco.

Los investigadores de la Universidad de Colorado, Boulder, estudiaron la diversidad bacteriana, las concentraciones de gases en el aire por encima de las aguas residuales y otros factores en 10 sistemas de alcantarillado en las principales ciudades de Estados Unidos. Tomaron 36 muestras.

The Economist señaló:

"Uno de los intereses estaba en la mezcla de bacterias que se encuentran en las tuberías en diferentes estados de reparación. En lugar de realizar un cultivo de éstas, un proceso que no todas las especies son susceptibles de aceptar, las hicieron pasar a través de un tamiz masivo de ADN que muestra todo en una muestra. También midieron la acidez de las aguas residuales que remojan la pared del tubo cerca de donde la muestra fue recolectada y registró las concentraciones en el aire del hidrógeno suministrado, metano (otro gas producido por las bacterias) y dióxido de carbono (que ayuda a la transformación de sulfuro de hidrógeno en ácido sulfúrico)."


Aumento de la acidez
Lo que encontraron es que la acidez en las tuberías corroídas está a la par con el ácido de las baterías. En tuberías intactas, el pH es más o menos neutral. También encontraron que hay una mezcla de bacterias presentes, con cientos de especies presentes en tuberías sin daños, mientras que hubo 10 o menos especies, incluyendo la aciditiobacillus, en las tuberías dañadas. La aciditiobacillus predomina en las tuberías dañadas y es la responsable de convertir el sulfuro de hidrógeno en ácido sulfúrico.

Específicamente, cuantificaron los niveles de sulfuro de hidrógeno responsables de la mayor parte del daño, encontrándose en concentraciones superiores a 100 partes por millón. Esto confirmó las suposiciones iniciales. También encontraron que los niveles de dióxido de carbono eran altos — más del 1% por volumen. En el aire normal, la concentración es de 0,03 por ciento.

Búsqueda de Problemas Potenciales
Lo que esto significa es que los sistemas municipales pueden utilizar tecnología de análisis de gases convencional y accesible para determinar posibles problemas. Detectar problemas antes de que la mezcla de gases pueda causar estragos puede ahorrar a las empresas de servicios costos de reparación de tuberías rotas previniendo en forma proactiva daños en las secciones de tubería con alto riesgo de corrosión.

Como una extensión de sus investigaciones, el equipo creará y probará un revestimiento antimicrobiano. Algunas de las pruebas tendrán como objetivo específico determinar específicamente cómo este revestimiento inhibe el crecimiento de cultivos bacterianos oxidantes del sulfuro.

Los recientes descubrimientos — “Dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno asociados con Patrones Regionales de Diversidad Bacteriana en Microbios Inducen la Corrosión del Hormigón” – fueron publicados en la revista Environmental Science & Technology.

Fotografía cortesía de Mark Hernandez.

Fuente: rwlwater

Ultima modificacion el Martes, 06 Diciembre 2016

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