[pt] O tratamento de águas de resfriamento normalmente é feito com a adição de cloro, porém este produto apresenta algumas desvantagens em sua aplicação. Como alternativa ao cloro, algumas indústrias no Brasil e no exterior estão começando a utilizar outros biocidas, dentre estes o peróxido de hidrogênio, um poderoso oxidante que apresenta forte ação biocida. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência do cloro e do peróxido de hidrogênio como biocidas em diferentes condições, através de testes em água da torre de resfriamento de uma indústria siderúrgica localizada no Rio de Janeiro. A contaminação microbiológica desta água foi medida sem a adição dos biocidas e com a adição de cloro e peróxido de hidrogênio, permitindo assim comparar o desempenho destas substâncias no combate aos grupos bacterianos presentes na amostra. Foi realizado também um estudo sobre o efeito corrosivo destas substâncias através de testes de corrosão em aço carbono 1020, que permitiram avaliar a taxa de corrosão por perda de massa provocada pela aplicação destes produtos na água. Os resultados mostraram que o peróxido de hidrogênio possui uma ação biocida satisfatória para aplicações em águas de resfriamento. Foi constatado que o efeito biocida do peróxido de hidrogênio é mais limitado do que o cloro e que sua eficiência depende do tempo de contato e pode ser afetada pela presença de impurezas dissolvidas na água. Os ensaios de corrosão revelaram que o peróxido de hidrogênio provoca um efeito corrosivo comparável ao do cloro no material testado. / [en] Cooling water treatment generally is made with the addition of chlorine, although it´s application has some disadvantages. There is an active development in Brazil and other countries to use alternative chemical disinfectants in place of chlorine, such as hydrogen peroxide, a powerful oxidant which is known for its high biocidal efficiency. The aim of this research is to study the effectiveness of hydrogen peroxide as a disinfectant compared to chlorine in different operational conditions. The experiments were carried out using an water sample from a cooling water system of a steelmaking plant in the city of Rio de Janeiro. The microbial contamination of this water sample was measured without adding any kind of disinfectant. After that, water sample was treated by adding hydrogen peroxide and chlorine, in order to compare and evaluate the efficiency of the two biocides to control bacterial growth in water. Besides microbiological tests, experiments were conducted to compare the degree of corrosion caused by the addition of hydrogen peroxide and chlorine in water. The experimental methodology employed 1020 carbon steel specimens and corrosion rates were measured by weight loss determination after the period of exposure. The results showed that the application of hydrogen peroxide leads to satisfactory bacterial control. However, compared to chlorine, hydrogen peroxide is a rather poor disinfectant. The efficiency of hydrogen peroxide depends on reaction time and it is affected by dissolved polluants in water. Evaluation of corrosion rates showed that hydrogen peroxide causes basically the same corrosion rates than chlorine.

[pt] O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito biocida do ácido peracético (APA) em águas de sistemas de resfriamento, de forma a buscar alternativas ao uso do cloro, que é corrosivo e reage com a matéria orgânica natural ou sintética presentes na água, formando subprodutos tóxicos. Para atingir este objetivo, experimentos utilizando amostras de água retiradas da bacia de uma torre de resfriamento de uma indústria química foram realizados. Ensaios foram executados utilizando-se uma solução comercial de APA, mantendo-se concentrações do biocida em 1,0 mgL-1 e 2,0 mgL-1 em pH 8,0 e 8,8. Cada condição de estudo foi monitorada ao longo de 5 dias, e contagens de bactérias heterotróficas mesófilas totais foram realizadas tanto antes da aplicação do biocida como em diferentes tempos de contato do biocida com a microbiota natural da água. Os tempos de contato monitorados foram de 5 min, além de 1, 2 e 4 h por dia considerando a aplicação do biocida em períodos totais de 4 h por dia. Com esta metodologia foi possível concluir que as duas dosagens aplicadas foram eficientes no combate aos microrganismos presentes naturalmente nas amostras de água, nos dois valores de pH estudados. A partir de uma carga microbiana natural da água de 106 a 107 UFC/mL, após o tratamento houve uma redução para contagens de no máximo de 104 UFC/mL em todos os experimentos, limite máximo esse adotado pelas indústrias para carga microbiana em águas de sistemas de resfriamento, entretanto, houve maior eficiência, cerca de 10 vezes maior, quando 2,0 mgL-1 de APA foi aplicado. Além disso, em pH 8,0 a ação do biocida também foi superior em 10 vezes em detrimento ao pH 8,8 para a mesma concentração de APA. / [en] The purpose of this study was to evaluate the biocidal effect of peracetic acid (PAA) in cooling water, in order to find alternatives to the use of chlorine, which is corrosive and reacts with natural and synthetic organic matter present in water, forming toxic byproducts. To achieve this goal, experiments using water samples taken from a basin of a chemical industry cooling tower were conducted. Experiments were performed using a commercial PAA solution, with concentrations of 1,0 mgL-1 and 2,0 mgL-1 and pH 8,0 and 8,8. Each study condition was monitored for 5 days and total mesophilic heterotrophic bacteria counts were made without biocide and after different contact times of the biocide and microorganisms present in water. The contact times were 5 min, and 1, 2 and 4 h per day, considering the application of the biocide in total periods of 4 h per day. This methodology has allowed concluding that two dosages applied were efficient in controlling microorganisms at the two pH values. From a water natural microbial count of 106 to 107 UFC/mL, after treatment there was a reduction to maximum counts to 104 UFC/mL in all experiments, that being the upper limit adopted by industries for microorganisms in cooling water systems. However, the results were 10 times more efficient when 2,0 mgL-1 of PAA were applied. In addition, at pH 8,0 the biocidal action was 10 times higher in comparison to pH 8,8 for the same PAA concentration.

[pt] Este trabalho investiga a formação de biofilmes sobre ligas de aço inoxidável S32750, conhecido como superduplex, por cepas de bactérias redutoras de sulfato (BRS) em circuito de teste, submetido a condições de vazão e temperatura constantes, utilizando como fluido de processo a água do mar sintética. As ligas de superduplex são geralmente empregadas em serviços cuja concentração de íons cloretos é alta. As BRS desempenham papel significativo nos processos corrosivos por pites em aços inoxidáveis. Foram elaborados corpos de prova em S32750 e em AISI 316, a título de comparação com a literatura, que foram expostos ao fluido de processo por 15 e 35 dias. Também foi avaliada a influência das características físicas da superfície e para isso foram testados três diferentes tratamentos superficiais nos corpos de prova antes de serem inseridos no sistema: jateamento com microsfera de vidro e polimento com pasta de diamante com grãos de 6 μm e 1μm. Foram realizados a quantificação das BRS sésseis e planctônicas, o teor de sulfetos totais produzidos, a quantificação dos ácidos orgânicos e sulfato depletado, a morfologia dos biofilmes, a rugosidade superficial, além da avaliação dos pites formados. Foram realizados ensaios abióticos (sem a presença de bactérias) a fim de avaliar a ação corrosiva do meio. / [en] The goal of this work is to determine the biofilm colonization on the surface of superduplex stainless steel S32750 by Sulfate Reducing Bacteria (SRB) in a flow loop at constant flow rate and room temperature, exposed to artificial sea water. The duplex stainless steel has been widely used as material for offshore applications due to their excellent corrosion resistance in chloride environments, compared with austenitic stainless steel. At high concentrations these sulfides are known to adsorb and catalyze anodic dissolution and hence facilitate pitting. The samples of S32750 were exposed to flowing conditions for 15 and 35 days. Other 316 stainless steel coupons were exposed under the same time in order to compare with superduplex. The physical and chemical characteristics of a solid surface affect biofilm formation in flowing systems. Surface roughness affects bacterial adhesion. The degree of surface roughness may well be a critical factor in biofilm development. Some coupons were ground and others were polished (6 μm e 1 μm - diamond paste). The bacterial cells were quantified using most probable number (NMP) method. It was also quantified the total sulfide, the organics acids and sulfate depleted. Biofilm morphology, surface roughness and pitting formation were explored.

[pt] O uso de produtos biocidas de baixa eficiência ou que apresentem elevado caráter tóxico podem levar a sérias conseqüências em termos dos efeitos para a recuperação do petróleo e, também, relacionadas com aspectos de saúde ocupacional e de meio ambiente. Assim, foi desenvolvido um estudo para selecionar, dentre as bases ativas disponíveis no mercado, aquelas ativas biocidas com potencial de aplicação em sistemas de injeção de água do mar para recuperação secundária de petróleo. O estudo foi dividido em duas etapas: ensaios de laboratório em condições semi-estáticas de fluxo e ensaios de laboratório em condições dinâmicas de fluxo. Na etapa de avaliação das bases ativas sob condições semi-estáticas, foram selecionadas apenas as bases ativas sulfato de tetra-hidroximetilfosfônio (THPS) e o sal quaternário de amônio (QAT), cloreto de dialquil dimetil benzil amônio para os testes sob condições dinâmicas de fluxo devido à elevada eficiência e menor caráter tóxico. Os ensaios sob condições dinâmicas indicaram que, em presença de um biofilme maduro e com elevada contaminação por bactérias planctônicas, o tratamento com 10 ppm(v) do produto contendo o QAT, isoladamente, não foi suficiente para reduzir significativamente a contaminação no sistema. O tratamento com 150 ppm(v) do produto contendo a base ativa sulfato de THPS apresentou elevada eficiência para a inibição da concentração de bactérias planctônicas e eficiência regular para bactérias redutoras de sulfato mesófilas (m-BRS) aderidas aos corpos- de-prova (biofilme). O tratamento com ambos os produtos apresentou elevado efeito, tanto sobre os microrganismos planctônicos quanto os aderidos aos corpos- de-prova. / [en] The use of biocides products of low efficiency or that present high toxic character can take serious consequences in terms of the effects for the oil recovery and also, related with aspects of occupational health and environment. Thus, it was developed a study in order to select, among the available active bases in the market, the ones with potential of application in sea water injection systems for secondary oil recovery. The study was divided in two stages: laboratory assays in half-static conditions of flow and laboratory assays in dynamic conditions of flow. In the stage of active bases evaluation under half-static conditions, only the active base tetra(hydroxymethyl)phosphonium sulphate (THPS) and the ammonium quaternary salt (QAT), ammonium dimetil dialquil benzil chloride had been selected for the tests under dynamic conditions of flow due its high efficiency and low toxic character. The evaluation under dynamic conditions had indicated that in presence of a mature biofilm and with high planktonic bacteria contamination, m-SRB and GAnB, the treatment with only 10 ppm(v) of the product containing the QAT was not enough to reduce significantly the contamination in the system. The treatment with 150 ppm(v) of the product containing the active base THPS showed high efficiency for the inhibition of the planktonic bacteria concentration and regular efficiency for mesophilic sulphate-reducing bacteria (m-SRB) adhered to the coupon (biofilm). The treatment with both products presented high efficiency not only on the planktonic microorganisms but also the adhered ones to the coupon.

[pt] Este trabalho teve por objetivo avaliar a morfologia de biofilmes, formados em superfície de aço API 5L X80 submetida a um fluido com baixo BSW (Basic Sediment Water), ou seja, baixo teor de água em óleo, através de análise por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), determinar a cinética e quantificar os grupos bacterianos de formação destes biofilmes, e avaliar a biocorrosão causada por estes microrganismos. Foram realizadas alterações no protocolo original de preparo de amostras, com a finalidade de obter melhor definição das morfologias avaliadas. Realizaram-se estudos dinâmicos (looping) e em condições estáticas, com e sem a adição de agente biocida. Utilizando-se como fluido de processo o óleo coletado no terminal da Petrobras em Barra do Furado que tem como característica um BSW de aproximadamente 1 por cento de água. Para alcançar os objetivos descritos foram quantificadas bactérias sésseis (bactérias facultativas heterotróficas, bactérias precipitantes do ferro, bactérias anaeróbias heterotróficas e bactérias redutoras de sulfato) através da técnica do número mais provável (NMP). A intensidade do processo corrosivo foi avaliada através da análise dos pites formados nos cupons por microscopia óptica. A seqüência de fixação com alteração do protocolo inicial, permitiu uma melhor preservação estrutural do biofilme obtendo-se assim imagens com melhor resolução, tendo em vista que a fixação primária com glutaraldeído fixa principalmente proteínas pelo estabelecimento de ligações divalentes com grupamento amino, e a pós-fixação em tetróxido de ósmio reage com os lipídios. Quanto a cinética, observou-se também que na presença de fluido oleoso, a formação do biofilme só é detectada após 15 dias de exposição. A adição do agente biocida inibiu o crescimento do biofilme, não sendo detectada a presença de células cultiváveis após 7 dias em contato com o fluido contendo o agente químico. / [en] This study aims to evaluate the morphology of biofilms formed on the surface of API 5L X80 steel exposed to a low BSW (Basic Sediment Water) fluid comprising oil of a low water content. The analisys was performed using scanning electron microscopy (SEM) in order to determine the formation kinetics, to quantify and identify the bacterial groups present as the film formed, and to evaluate the biocorrosion caused by these organisms. Modifications were made to the original sample preparation protocol, in order to better define the film morphologies. Studies were undertaken applying either static or dynamic (looping) conditions, bith with and without the addition of biocides. The process fluid used was oil collected from the Petrobras Barra do Furado Terminal, characterized by its 1 percent BSW. The evaluation was performed quantifying the sessile bacteria present in the film (heterotrophic bacteria, iron bacteria, anaerobic bacteria e sulphate reducing bacteria) via the Most Probable Number (MPN) technique. The intensity of the corrosion process was determined by the analysis of pits forme in the testpieces, by optical microscopy. The application of a sample fixation sequence, in addition to modifications of the inicial sample preparation protocol, permitted the improved preservation of the biofilm structures, thereby permitting higher resolution images. The primary fixing agent, containing gluteraldehyde, principally fixes proteins, by establishing divalent bonds with amino groups, while the post-fixation stage with osmium tetroxide invloves reactions with lipid groups.With regard to the film deposition kinetics, it was observed that biofilm formation could only be detected after 15 day s exposure to the oily fluid. The addition of a biocide, inhibited the growth of the film, no cultivatable cells being present after 7 days contact with the treated fluid.

[pt] Em tubulações industriais e dutos, a presença de biofilme pode ocasionar danos localizados (pites e alvéolos), levando a vazamentos e redução da área de fluxo devido à formação de biomassa. Aços grau API são os materiais usualmente utilizados nas tubulações industriais e dutos que podem ser afetados pelo fenômeno de corrosão induzida por microrganismos (CIM). A CIM ocorre devido a interações entre os grupos microbianos presentes no biofilme formado, a liberação de produtos metabolitos, e a relação destes com a superfície do metal. Foi realizado um estudo do comportamento de aços graus API B, X-65 e X-80, em presença de água do mar sintética com adição de cultura mista de bactérias (BRS; BPF; BPA) em sistema dinâmico, e comparados com meio sem adição de microrganismos. Foram realizadas analises químicas do fluido de processo e a quantificação microbiana das bactérias planctônicas e sésseis que demonstraram a relação entre os grupos bacterianos dentro dos biofilmes formados e sua cinética ao longo do tempo. Microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de dispersão de energia foi aplicada para visualização do biofilme e seus produtos de corrosão. A extensão, severidade e morfologia da corrosão dos aços API foi avaliada por microscopia ótica, sendo possível relacionar o efeito no processo corrosivo com o consorcio de microrganismos presente, tendo sido ainda avaliado a influência da microestrutura dos diferentes aços nos sítios preferenciais de nucleação de pites. / [en] In industrial and transportation pipelines, the presence of biofilms may cause localized damage (pitting), leading to leakages and reduction of flow area due to the formation of biomass. API grade steels pipes are the materials commonly used in industrial and transportation pipelines and may be affected by this type of phenomenon. The microbiologically influenced corrosion (MIC) occurs due to interactions between the microbial groups present in the biofilm, the release of metabolites and their relation with the metal surface. The present work study of the behavior of API pipe steels degrees B, X-65 and X-80 in synthetic sea water containing mixed culture of bacteria (SRB, APB, IOB) carried out on a dynamic system and compared to medium without added microorganisms. Chemical analysis of the process fluid and quantification of microbial planktonic and sessile bacteria performed showed the relation between bacterial groups within biofilms and their kinetics over time. Scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy was applied for visualization of biofilms and their corrosion products. The extent, severity and morphology of corrosion of API pipe steels were assessed by optical microscopy, being possible to relate the effect of the consortium of microorganisms on the corrosion process. Also the influence of microstructure of different steels in preferential nucleation sites for pitting were evaluated.