Un approfondimento sulle serie problematiche causate dalla proliferazione di vari microrganismi nelle emulsioni a danno della buona riuscita delle operazioni e dell’ambiente di lavoro.
I micro-organismi – o microbi – possono essere definiti come organismi viventi visibili solo con l’utilizzo di un microscopio e il loro mondo è estremamente variegato: si dividono in organismi unicellulari, che sono meno evoluti e quindi più semplici a livello strutturale, e pluricellulari. Di particolare rilevanza per il mondo della Lavorazione Metalli (Metalworking) sono principalmente i batteri e i funghi (intesi come micromiceti).
Il biodeterioramento degli emulsionabili
Gli emulsionabili utilizzati nelle operazioni di lavorazione dei metalli sono tipicamente formulati additivando la base di olio minerale con una grande varietà di sostanze chimiche, quali saponi di acidi grassi, solfonati, ammidi, ammine, esteri, tensioattivi non ionici chiamati alcoli etossilati, additivi lubrificanti a base di Zolfo e Fosforo ed altri composti ancora.
Molte di queste sostanze sono nutrienti per i microorganismi in quanto fonti di Carbonio e di altri elementi.
Contemporaneamente ci sono altri fattori a fungere da agenti contaminanti: gli oli estranei provenienti dalle macchine utensili che eseguono la lavorazione, inquinanti derivanti sia dai materiali lavorati che dall’ambiente circostante e anche l’acqua utilizzata per la preparazione dell’emulsione stessa.
Questi inquinanti, oltre che essere fonte di innesco per la contaminazione da microorganismi, possono fornire loro ulteriore nutrimento.
Impatto sulle prestazioni
L’attività dei microbi può influenzare le prestazioni funzionali dell’emulsione in diversi modi:
- I tensioattivi e gli esteri vengono degradati ad acidi causando la formazione di schiuma, pappe e separazione dell’emulsione;
- La formazione di acidi comporta il calo del pH, il quale a sua volta genere una importante riduzione del potere antiruggine, causando pertanto fenomeni corrosivi sui materiali ferrosi;
- Il calo del pH inoltre impoverisce la biostabilità del prodotto accelerando la proliferazione dei microorganismi;
- La degradazione degli additivi lubrificanti antiusura e dei cosiddetti additivi EP (Extreme Pressure) diminuisce le capacità di taglio dell’emulsione, con conseguente calo della vita degli utensili e finiture superficiali non più accettabili;
- La degradazione degli inibitori metallici può causare macchie e residui sui materiali non ferrosi (leghe dell’alluminio, del rame etc…), rendendoli in questo modo non idonei al commercio.
Impatto sull'ambiente di lavoro
Le emulsioni non sono mai completamente sterili e una minima attività microbica è sempre presente ma, quando questa raggiunge livelli particolarmente significativi, il primo e più evidente segnale è certamente l’odore, come quello che si può trovare negli impianti il lunedì mattina, dopo due giorni di inattività dei macchinari.
Il responsabile di tale cattivo odore è il metabolismo dei microbi, che genera sostanze quali acidi e aldeidi. Tra questi sottoprodotti si trova l’acido solfidrico, riconoscibile per la caratteristica puzza di uova marce. Questi gas si accumulano durante le fermate e vengono rilasciati dall’emulsione quando viene rimessa in movimento.
Anche la presenza, nell’impianto o nei filtri, di residui simili a melme è chiara indicazione di attività microbiologica: si può trattare di biofilm batterici oppure di funghi.
È importante rimuovere l’olio estraneo, quando presente, dalla superficie dell’emulsione perché, oltre che fare da nutrimento per i microrganismi, impedisce l’ossigenazione favorendo l’attività dei batteri anaerobi.
Infine occorre ricordare i rischi per la salute dovuti al biodeterioramento, che includono infezioni, reazioni alle tossine e sensibilizzazioni (o reazioni allergiche), rischi che vengono significativamente aumentati laddove ci siano ferite, come tagli e abrasioni, trattate in maniera impropria.
Il monitoraggio delle condizioni
Il modo più efficace per verificare la presenza di contaminazione da funghi o batteri è trattare un terreno di coltura controllato (agar), con alcune gocce dell’emulsione che si vuole analizzare. Il campione viene conservato in laboratorio in ambiente controllato, così da promuovere la crescita di colonie ben visibili.
Un altro metodo semplice di analisi è l’utilizzo delle dip-slide, cioè terreno di coltura pronto all’uso. Esse contengono agar su entrambi i lati e favoriscono la crescita di batteri su un lato e muffe e lieviti sull’altro. I primi sono identificabili come punti rossi, gli altri come macchie bianche.
Da notare che la verifica di batteri anaerobi è limitata a causa della presenza di ossigeno ma questo non significa che non siano presenti.
