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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.87.2022.tde-23102023-131812
Documento
Autor
Nome completo
Henrique Moreira Simon
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2022
Orientador
Banca examinadora
Rodrigues, Maria Filomena de Andrade (Presidente)
Rodrigues, Fabio
Rua, Cintia Paula Jandre
Tominaga, Flavio Kiyoshi
 
Título em português
Desenvolvimento e implantação de metodologia para avaliação da atividade antimicrobiana de substâncias frente a microrganismos envolvidos em processos de biocorrosão
Palavras-chave em português
biocidas
biocorrosão
BRS
microescala
NMP
Resumo em português
O fenômeno de corrosão é um processo natural que resulta na deterioração de metais e ligas. Os microrganismos são capazes de produzir substâncias que favorecem as reações químicas envolvidas nos mecanismos de corrosão destes materiais, fenômeno que é identificado como Biocorrosão ou Corrosão Induzida por Microrganismos (CIM). O monitoramento e controle dos eventos de biocorrosão na indústria petrolífera ainda utiliza com freqüência a contagem do Número Mais Provável (NMP) de microrganismos, dentro das opções de métodos dependentes de cultivo. As bactérias redutoras de sulfato (BRS) se destacam como principais responsáveis pela biocorrosão em sistemas petrolíferos, pois promovem o aumento da corrosão metálica pela ação do sulfeto produzido a partir da redução metabólica do sulfato. O controle da população destas bactérias é feito principalmente com a aplicação de substâncias biocidas, a fim de mitigar os efeitos produzidos pela atividade destes microrganismos. O uso excessivo destas substâncias gera um impacto ambiental significativo, considerado a toxicidade dos biocidas utilizados, a possibilidade de aquisição de resistência por parte dos microrganismos, e também a eventual inativação destes produtos por meio de mudanças nas condições físicas e químicas dos sistemas petrolíferos. Considerando os aspectos mencionados, possui significativa relevância a implantação de métodos que permitam selecionar de maneira assertiva biocidas mais adequados e que possam ser facilmente aplicados pelos operadores da indústria petrolífera e que entreguem resultados em menor tempo. Este trabalho teve como objetivo propor um ensaio microbiológico de avaliação da atividade antimicrobiana de três produtos biocidas (THPS, Glutaraldeído e Isotiazolona) frente às linhagens Desulfotomaculum nigrificans e Desulfovibrio desulfuricans, considerando o uso de métodos distintos para quantificação de NMP, em relação ao meio de cultura utilizado e à escala de cultivo adotada para obter os resultados. Os ensaios foram realizados com o método de NMP convencional em triplicata de frascos e com o método de NMP em microplacas incubadas em jarras com ambiente anaeróbio produzido por 7 dias de incubação. Os resultados observados indicaram ser possível aplicar ambos os métodos para o produto THPS na determinação da concentração inibitória mínima frente aos microrganismos Desulfotomaculum nigrificans ATCC 19998 e Desulfovibrio desulfuricans ATCC 29577. A concentração de 100 mg/L do THPS foi observada como a mínima inibitória quando realizada a exposição por 15 minutos ao biocida, com posterior quantificação do NMP da população viável recuperada com incubação de 7 dias nos meios selecionados e identificados como “DA” e “DA modificado”, em ambas as escalas selecionadas para a avaliação. O produto glutaraldeído apresentou resultados de inibição dos microrganismos na ordem de 99,99% nas concentrações de 100 mg/L e 250 mg/L nas mesmas condições de exposição e incubação, com a diferença de que este resultado foi verificado principalmente nos meios de cultura “Postgate E Modificado”, “DA Modificado” e “ATCC 42 Medium”. Não foram observados resultados de inibição para o produto Isotiazolona nos ensaios realizados. Os resultados obtidos permitem considerar como opção viável a adoção de contagens de NMP em microplaca como alternativa para validação de produtos biocidas para uso em campo.
 
Título em inglês
Development and implementation of a methodology for the antimicrobial activity of substances in the face of tests developed in biocorrosion processes
Palavras-chave em inglês
biocides
biocorrosion
Microscale
MPN
SRB
Resumo em inglês
The phenomenon of corrosion is a natural process that results in the deterioration of metals and alloys. Microorganisms are capable of producing substances that facilitate the chemical reactions involved in corrosion mechanisms of these materials, a phenomenon identified as Biocorrosion or Microorganism-Induced Corrosion (MIC). The monitoring and control of biocorrosion events in the oil industry still uses quite frequently the Most Probable Number (MPN) count of microorganisms, within the options of cultivation-dependent methods. Sulfate-reducing bacteria (SRB) stand out as the main responsible for biocorrosion in oil systems, as they promote an increase in the sulfur content in the oil extracted and transported in several segments of the systems. The control of these bacteria is done with the application of biocidal substances, in order to mitigate the effects originated by the activity of these microorganisms. The excessive use of these substances generates a significant environmental impact, considering the toxicity of the applied biocides, the possibility of microorganisms acquiring resistance, and the eventual inactivation of these products through changes in the physical and chemical conditions on the oil systems. Considering the aforementioned aspects, the implementation of methods that allow the assertive selection of the most appropriate biocides, with simple execution by the operators of the oil industry and that deliver results in less time, is of significant importance. This work aimed to propose a microbiological assay to evaluate the antimicrobial activity of three biocidal products (THPS, Glutaraldehyde and Isothiazolone) against the strains Desulfotomaculum nigricans and Desulfovibrio desulfuricans, considering the use of different methods for quantification of NMP, in relation to the medium of culture used and the scale of cultivation adopted to obtain the results. The assays were carried out with the conventional NMP method in triplicate of flasks and with the NMP method in microplates incubated in jars with an anaerobic environment produced, for up to 7 days of incubation. The observed results indicated that it is possible to apply both methods to the THPS product when used in an evaluation to determine its minimum inhibitory concentration against the microorganisms Desulfotomaculum nigricans ATCC 19998 and Desulfovibrio desulfuricans ATCC 19998, with a concentration of 100 mg/L of THPS observed as the minimum inhibitory when exposed to the biocide for 15 minutes, with subsequent quantification of the MPN of the viable population recovered with an incubation of 7 days in the selected media and identified as “DA” and “modified DA”, in both scales selected for the evaluation. The product glutaraldehyde showed results of inhibition of microorganisms in the order of 99.99% at concentrations of 100 mg/L and 250 mg/L under the same exposure and incubation conditions, with the difference that this verified result mainly in the culture media “Postgate E Modified”, “DA Modified” and “ATCC 42 Medium”. No inhibition results were observed for the Isothiazolone product in the tests performed. The results obtained allow us to consider the adoption of MPN counts in microplate as a viable alternative to the validation of biocidal products for infield use.
 
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Data de Liberação
2026-01-14
Data de Publicação
2024-01-16
 
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