CORROSIÓN INFLUENCIADA POR EL CRECIMIENTO MICROBIANO EN TANQUES DE COMBUSTIBLE

HALLAZGO:

 

Tanque integral de combustible contaminado con una acumulación en exceso de lodo negro (jalea de manzana). el daño fue detectado en unas pocas horas de vuelo posteriores a una parada mayor de mantenimiento.

 

La estructura interna del tanque presentaba manchas generalizadas de una coloración verdosa y café.

 

El tiempo prolongado de la parada de mantenimiento de la aeronave con residuos de combustible al interior de los tanques ocasionó el crecimiento de bacterias y hongos debido a la acumulación de humedad.


NOTA DE CONOCIMIENTO:

INSPECCIÓN DEL TANQUE DE COMBUSTIBLE.

 

Los tanques de combustible de las aeronaves deben ser inspeccionados para determinar el estado general e identificar y reparar los defectos obvios de manera temprana, esto aumentará la fiabilidad de las aeronaves. Los tanques de combustible serán inspeccionados por contaminantes tales como agua o crecimiento microbiano, sedimentos, objetos extraños, perdida o descascarado de la capa protectora (pintura o sellante).

 

La acumulación de agua y el crecimiento microbiano.

 

Un común y potencial contaminante serio del combustible jet es el agua. El agua puede acumularse y contaminar el combustible del avión en cualquier depósito o tanque de combustible de la aeronave. Una acumulación de agua, dentro de un tanque de combustible puede proporcionar una atmósfera para el crecimiento microbiano. El crecimiento microbiano produce una variedad de productos químicos que son perjudiciales para los sistemas de combustible incluyendo: hidrógeno, sulfuro, revestimiento proteico, ácidos orgánicos y tensioactivos / jabones.

 

El crecimiento microbiano aparece como una sustancia limosa y pardusca con una consistencia gelatinosa; normalmente se la denomina “Apple Jelly” (Jalea de manzana). El crecimiento microbiano puede cubrir los componentes de los sistemas de combustible y eventualmente puede causar obstrucción de los filtros del motor o tuberías, que causan deficiencias en el sistema de combustible o anomalías, deterioro de la capa de protección (sellante - pintura) y, eventualmente, corrosión.

 

Drene frecuentemente el depósito general de combustible y los tanques de las aeronaves. Emplee las sondas especificadas para drenaje de combustible y utilice los elementos disponibles de análisis para detectar signos de crecimiento microbiano. Algunos pequeños focos de hongos y bacterias podrán removerse fácilmente con limpieza con una trapo sin pelusa o de un control con fungicida aplicado en dosis especificadas directamente en el combustible, pero colonias existentes de gran tamaño requerirán de un ataque mecánico y químico agresivos dejando inoperativa la aeronave por largos periodos de tiempo.

 

Si grandes cantidades de jalea están presentes en tan solo uno de los tanques, una inspección minuciosa del combustible deberá ser cumplida al resto de los tanques de deposito del distribuidor y en la aeronave. Póngase en contacto con el suministro local de combustible.

 

La incorporación de agua a cualquier medio potencia la contaminación microbiana, Producen ácidos orgánicos que corroen las estructuras, producen limos los cuales taponan las tuberías, filtros, inyectores y bombas, lo que produce el desgaste del motor. y por tanto, la contaminación en los tanques es inevitable; y podemos prevenirla y reducirla iniciando un programa de mantenimiento que incluya los siguientes puntos:

 

-Drenar frecuentemente los tanques de combustible.

-Eliminar la posible existencia de contaminación mediante controles rutinarios de recuento de microorganismos, minimizando la fase acuosa y filtrando las partículas sólidas generadas, realizando limpiezas de los tanques.

-Aportar protección mediante biocidas preventivos, los cuales reducen el coste asociado a las contaminaciones microbianas y usados como desinfectantes de choque podemos mantener la contaminación bajo control.

Identifique el tipo de construccion de los depósitos de combustible para los anlisis de contaminación & Evite tener combustible en un tanque de almacenamiento durante las paradas prolongadas por mantenimiento
Identifique el tipo de construccion de los depósitos de combustible para los anlisis de contaminación & Evite tener combustible en un tanque de almacenamiento durante las paradas prolongadas por mantenimiento
Identifique el tipo de combustible usado - no todos los combustibles permiten la adición de biocidas - el tipo de organismo contaminante cambia (https://www.faa.gov/regulations.../aircraft/amt.../ama_ch14)
Identifique el tipo de combustible usado - no todos los combustibles permiten la adición de biocidas - el tipo de organismo contaminante cambia (https://www.faa.gov/regulations.../aircraft/amt.../ama_ch14)



DETECCIÓN DE AGUA

El régimen seleccionado debe consistir en verificaciones periódicas del drenaje de agua y las pruebas recurrentes al combustible en cada tanque, seguida de un tratamiento apropiado del tanque de almacenamiento de combustible, si es necesario.

 

 

Los niveles moderados de contaminación requieren el uso de un biocida aprobado. Los niveles elevados de contaminación requieren que el tanque se vacíe y se limpie y, finalmente, para aplicar un biocida - un desinfectante para disuadir, hacer inofensivo y matar a los organismos nocivos en el tanque.

 

DETECCION DE AGUA
1- Hydrokit® Water Detection Kit - Color indicator comparison card

DETECCIÓN DE BACTERIAS

Una buena higiene de los combustibles implica la implementación de un "régimen rígido de limpieza" evaluado por el riesgo. El riesgo de contaminación se incrementa en condiciones cálidas y húmedas, especialmente cuando el combustible proviene de una fuente que tiene menos controles de control de calidad.

2-FUELSTAT® - The jet-setter of aviation fuel testing
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El uso de biocidas

Los biocidas se utilizan con frecuencia para tratar la contaminación severa, sin embargo muchos de ellos son productos químicos peligrosos y requieren un manejo cuidadoso. Aunque algunos se comercializan como “amigables con el medio ambiente”, muchos son nocivos y la disposición y eliminación de los residuos pueden necesitar de tratamiento final controlado por las autoridades en caso de que los residuos contengan microbios muertos y biocida.

 

La adición de biocidas para el sistema de combustible en realidad puede causar más problemas. La precipitación de las células muertas en la parte inferior del depósito forma un material de lodo que todavía puede encontrar su camino en el sistema de combustible, la obstrucción de las tuberías y filtros, que puede conducir a problemas de rendimiento y posiblemente daños en el motor. 

 

Además, con el tiempo los biocidas pierden su eficacia, los organismos se hacen inmunes a los productos químicos. la dosificación de vez en cuando en realidad puede acelerar esta acción y algunos propietarios han reportado un crecimiento de biomasa en los sistemas a pesar de los tratamientos regulares con biocidas.

 

Por lo tanto los biocidas en realidad pueden contribuir a los problemas de contaminación microbiana; no sólo causando una gran cantidad de lodo, sino también, pueden dar a la tripulación una falsa sensación de seguridad.



La corrosión influenciada microbiologicamente (CIM) se refiere a la influencia de los microorganismos sobre la cinética del proceso de corrosión de metales causado por microorganismos que se adhieren a las interfases (usualmente denominados biopelículas). El prerrequisito para CIM es la presencia de microorganismos: si la corrosión es influenciada por su actividad, los otros requerimientos son (I) un electrolito acuoso, (ll) una fuente de energía, (III) una fuente de carbono, (IV) un dador de electrones y (V) un receptor de electrones.

Los microorganismos involucrados en la CIM de metales como hierro, cobre y aluminio y sus aleaciones son fisiológicamente diversos. Bacterias y hongos pueden producir grandes cantidades de ácidos inorgánicos y orgánicos como subproductos metabólicos. Es bien conocido que los hongos producen ácidos orgánicos que son capaces de contribuir a la CIM (Bento et al., 2005).

 

Muchos de los trabajos publicados en biocorrosión de aluminio y sus aleaciones han sido asociados con la contaminación de combustibles aeronáuticos causados por los hongos Hormoconis (previamente clasificado como Cladosporium) resinae, Aspergillus spp., Penicillium spp. y Fusarium spp. Hormoconis resinae utiliza los hidrocarburos del combustible diesel para producir ácidos orgánicos, siendo los sitios comunes de ataque las superficies en contacto con la fase acuosa de mezclas combustible-agua y sedimentos. La gran cantidad de subproductos orgánicos ácidos excretados por este hongo disuelven o quelan selectivamente cobre, zinc y hierro en los bordes de grano de aleaciones aeronáuticas de aluminio, formando picaduras las cuales persisten en condiciones anaeróbicas formadas bajo el material fúngico (Beech et al., 2000; Sand, 1997).

 

En la década de los 60 un nuevo problema de corrosión se manifestó en la aviación militar con el reemplazo de la gasolina por kerosene (Churchil, 1963). Este combustible dio lugar al crecimiento de diversas especies microbianas tales como bacterias, levaduras y hongos, dadas las condiciones para su desarrollo: agua y una fuente de carbono adecuada. De esta forma, el hongo filamentoso Hormoconis resinae prolifera causando fallas en el tanque de combustible debido al ataque corrosivo localizado que produce el contacto de su biomasa con las aleaciones aeronáuticas de aluminio (Parbery, 1971; Rosales y Schiapparelli, 1980; Gaylarde et al., 1999; McNamara et al., 2005).

 

El análisis del perfil proteico de la biopelícula de este hongo y estudios electroquímicos realizados con la fase acuosa de sus cultivos muestran el efecto de Hormoconis resinae sobre las aleaciones aeronáuticas (AA 2024, AA 7005, AA 7075) y sobre aluminio puro. Estos estudios prueban que para la localización del ataque se requiere además del microorganismo y condiciones ambientales favorables, que uno de los componentes de la aleación sea considerado "oligoelemento" para la especie microbiana (Araya et al., 2007). 

 

El efecto de estas aleaciones sobre el micelio de Hormoconis resinae lleva a la expresión de nuevas proteínas que no se aprecian en Hormoconis resinae crecido en ausencia de las aleaciones, lo que se puede atribuir a la presencia de Zn, Mg, Mn y Fe que son componentes de estas aleaciones y que juegan un rol importante en la estructura y función de variadas proteínas y enzimas (Okuyama et al., 1999, Araya et al., 2007).

 

Hormoconis resinae tiene una gran capacidad de adaptación para sobrevivir y reproducirse, lo que le permite obtener del medio en el que se encuentre los elementos necesarios para su crecimiento, por tanto este microorganismo es capaz de producir metabolitos que captan metales que inducen la formación de diferentes proteínas (Araya et al., 2007). Las evidencias experimentales demuestran que el intenso ataque de las aleaciones de aluminio en las zonas de contacto con las hifas de Hormoconis resinae es consecuencia de su actividad metabólica ya que su desplazamiento poligonal aumenta la velocidad de corrosión en áreas asociadas a segundas fases de las aleaciones.

 

La formación de segundas fases (Al2Cu) produce un empobrecimiento de Cu y Al y a su vez un enriquecimiento de Fe y Zn que son por tanto los metales que se disuelven (Rosales, 2000). El Cr es tóxico para el microorganismo, lo mismo que el Cu y Ni en cuya presencia no esporula (Rosales y Esteso, 1990).

 

Los efectos que produce Hormoconis resinae en la corrosión de aleaciones aeronáuticas de aluminio pueden atribuirse a la expresión de proteínas que son inducidas cuando el hongo crece en presencia de las aleaciones

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Los combustibles son hidrocarburos orgánicos que siempre contienen alguna cantidad de agua, siendo esta combinación el ambiente ideal para que estos microorganismos se desarrollen y se reproduzcan ya que contiene:

 

  • Agua disuelta para que germinen.
  • Carbono para que se alimenten.
  • Oxígeno y azufre para que respiren.
  • Oligoelementos para crezcan y se propaguen.

 

El agua puede disolver en el gasóleo, especialmente en condiciones húmedas o de altas temperaturas. El agua se condensa fuera del combustible en el depósito. Se deposita en la parte inferior del tanque o forma gotas en las paredes del tanque. El depósito en cualquier etapa puede exponerse a microorganismos (bacterias, levaduras, mohos) se pueden multiplicar exponencialmente en el agua y formar sedimentos biológicos. El calor acelera este crecimiento microbiano. Si hay turbulencia, los microorganismos pueden pasar del agua y sedimentos y mezclarse con el combustible. Este es un fenómeno que está ocurriendo con más frecuencia desde 2007, debido a las mezclas de biodiesel (FAME) en el mercado.

 

Si esto ocurre entonces tendremos a bordo hongos, bacterias y levaduras que pueden dañar los filtros e inyectores. Con el crecimiento y multiplicación de microorganismos en el tanque, el combustible se vuelve opaco y aparece una biomasa marrón o negruzca. Estos sedimentos biológicos y los ácidos generados en el metabolismo de los microorganismos pueden causar el fallo o daño del motor como resultado de la obstrucción de los filtros e inyectores. Los microbios también pueden causar una rápida corrosión de los tanques y los componentes del sistema de combustible.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 

  1. ·         http://grotamar71.ultraquimica.pt/es_ES
  2. ·         http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-07642008000200008&script=sci_arttext
  3. ·         http://revista.cnic.edu.cu/revistaCB/files/CB-3-2011-119-123.pdf
  4. ·         http://www.xoch.info/uploads/7/7/9/2/7792995/28.pdf
  5. ·         http://www.conidia.com/downloads/md8_info_sheets_spanish/Hoja_informativa_marina_1.pdf
  6.       IATA (International Air Transport Association) Guidance Material on Microbial Contamination in Aviation Fuel Tanks. 
           (link: International Air Transport Association)
  7.       ASTM D7978 - 14 Standard Test Method for Determination of the Viable Aerobic Microbial Content of Fuels and                       Associated Water—Thixotropic Gel Culture Method.
  8.       ASTM D8070 marks the end of 'Diesel Bug' and 'Jet Fuel Fungus'
  9.       ASTM D6469 – 14, Para 8.3 – 8.6, Standard Guide for Microbial Contamination in Fuels and Fuel Systems
  10.       T.O 1-1-3
  11.       T.0 1-1-691
  12.      https://www.faa.gov/regulations.../aircraft/amt.../ama_ch14.pdf 
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JerryBiscardiBiologicalContaminationinJe
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MICROBIOLOGICAL CONTAMINATION TEST KIT (H-RES "Hormoconis resinae" , FUNGI, BACTERIA)
Fuel_Stat.pdf
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Bulletin-83-Microbial-Monitoring-Strateg
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EP066_MM2-Instruction-Leaflet_021216.pdf
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EP096_ROUTINE-MONITORING-AIRCRAFT-FUEL-W
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En esta página se brindará información acerca de las Estructuras Aeronáuticas para reforzar el uso de mejores prácticas en los procesos de inspección, valoración, reparación y mantenimiento de las estructuras. Para ello, el espacio será un canal de comunicación donde se expongan los aportes de ingenieros y técnicos especialistas con amplia experiencia, permitiendo que sus ideas y conceptos impacten positivamente al mantenimiento aeronáutico y el logro de objetivos de crecimiento personales e institucionales. Las ideas y opiniones expresadas en los artículos de este blog reflejan la opinión exclusiva del autor, elaboradas y basadas en el ambiente académico de libertad de expresión. Por ningún motivo reflejan la posición oficial de las instituciones para la cual se trabaje o sus dependencias. 

 

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TJ(RA) JOSE MIGUEL ATEHORTUA ARENAS

 

 

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