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).
I batteri
I batteri sono un grande gruppo di organismi unicellulari, lunghi pochi micrometri (un micrometro corrisponde a un milionesimo di un metro). Migliaia sono le specie conosciute sulla terra, in grado di colonizzare qualsiasi habitat, e questo fa sì che i batteri costituiscano la maggioranza della biomassa del pianeta.
Per la loro sopravvivenza i batteri dipendono, come tutte le specie viventi, da sorgenti di energia, quali luce o sostanze chimiche, e dalla disponibilità di nutrienti, tra cui principalmente il carbonio, necessari per il loro metabolismo.
A risultare tuttavia determinante per una loro ottimale proliferazione sono tre parametri. Il livello di pH, la temperatura e soprattutto l’ossigeno, il quale rappresenta una discriminante chiave per l’identificazione di due grandi categorie: i batteri aerobi, che richiedono ossigeno per il funzionamento del loro metabolismo, e i batteri anaerobi, i quali invece non ne hanno bisogno.
Ad esempio, tra i batteri anaerobi, si annoverano i batteri solforiduttori (SRB) che generano un nauseante odore di uova marce e possono causare macchie scure sulle macchine industriali e sui pezzi lavorati. Altre tipologie di batteri anaerobi molto comuni nei lubrorefrigeranti sono l’echerichia coli, che risiede normalmente nell’intestino, il bacillus cereus, molto diffuso nel suolo, e il clostridium sp, ubiquitario e capace di generare spore.
Tra i batteri aerobi si citano invece lo pseudomonas oleovorans, il più comune nei lubrorefrigeranti, lo staphylococcus sp, potenzialmente patogeno, e infine l’achromobacter sp, molto frequente nelle acque.
Crescita e proliferazione dei batteri
In condizioni ideali i batteri si moltiplicano, duplicandosi, ogni circa 10-20 minuti, seguendo una crescita esponenziale fino a raggiungere il cosiddetto plateau, ovvero il massimo sostenibile come densità di popolazione. Oltre tale limite, si va incontro ad un lento declino (starvation) nel numero di unità. A questo punto i batteri, vedendo la loro proliferazione messa a rischio, attivano una serie di meccanismi.
Uno di questi meccanismi di autodifesa è la produzione di spore, nel caso dei batteri sporigeni. La formazione di spore resistenti consente a molte specie batteriche di resistere a condizioni ambientali estreme in attesa di giungere a un ambiente più favorevole alla proliferazione.
La formazione di un biofilm
Un’altra strategia che molte specie di batteri possono mettere in atto per continuare a proliferare, proteggendosi allo stesso tempo dall’ambiente esterno, sono i biofilm: si parla di biofilm quando un piccolo numero di batteri si attacca ad una parete, riuscendo a resistervi indisturbato, e inizia ad aggregarsi. I primi individui colonizzatori avviano l’espressione di particolari mediatori cellulari, ovvero specifiche molecole utilizzate come linguaggio di comunicazione, che promuovono il rilascio di grandi quantità di polimeri a base di polisaccaridi. Questo consente progressivamente ad altri micro organismi di aderire formando nel tempo una struttura complessa molto resistente.
Questo film crea un micro habitat in cui spesso coesistono diverse specie di micro organismi che uniti insieme creano una concrezione fortemente stabile e difficile da penetrare.
La cooperazione di specie batteriche all’interno di un biofilm determina l’espressione di caratteristiche peculiari da parte delle specie che lo compongono e questo comporta la maggior resistenza ad antibatterici e detergenti.
Nei prossimi articoli analizzeremo le motivazioni per cui i biofilm siano una problematica di difficile soluzione durante le operazioni di lavorazione dei metalli: devono essere rimossi fisicamente svuotando gli impianti e aprendo le macchine e, inoltre, la maggior parte dei battericidi utilizzati per il trattamento delle emulsioni ha difficoltà a penetrare questi biofilm.
