[2], [3]

Biodeteriorací¹⁾ je míněna každá nežádoucí změna vlastností technického materiálu, která je způsobena životní činností nižších organismů. Organismy, které působí negativně na materiály, bývají označovány souborně jako biologičtí degradační činitelé, agresivní organizmy nebo biodeteriogeny.

Biodeteriogen je tedy organizmus působící biodeterioraci (biodegradaci). Za mikrobiodeteriogeny jsou pokládány agresivní bakterie a houby a za makrobiodeteriogeny můžeme označit některé druhy hmyzu, obratlovců a další skupiny mnohobuněčných živočichů.

V procesu biologické degradace se uplatňuje biodeteriogen jako aktivní a materiál jako pasivní složka vzájemné koexistence. Znehodnocení materiálů biodeterogeny může mít charakter: Mechanického poškození, které může být zásobeno snahou biodeterogenu využít technický materiál jako zdroj potravy. Takto způsobené mechanické poškození může být vratného i nevratného charakteru.

Znečišťování povrchu, při kterém nemusí docházet bezprostředně k znehodnocování materiálu nebo funkčního prvku. Obvykle se projevuje jen omezenou použitelností (např. fouling lodních trupů společenstvy mořských organizmů), nebo zhoršeným estetickým vzhledem (růst plísní pod krytem zařízení).

Chemických procesů které mohou projevovat jako:

• asimilační - poškozovaný materiál je hlavním zdrojem potravy biodeteriogenu. Z oblasti makrobiodeteriorace lze do této kategorie zařadit žíry termitů na dřevě. Prvotním symptomem na napadeném dřevě je sice mechanické poškození, ale dřevní hmota je současně pro termity hlavním zdrojem potravy.

• disimilační - biodeteriorace je sice vůdčím degradačním jevem, ale materiál není hlavním zdrojem potravy (prorůstání optik plísněmi).

Biodeteriorace je výsledkem děje, ve kterém lze rozlišit tyto etapy:

Infestace (v případě makrobiodeteriorace) nebo infekce (v případě mikrobiodeteriorace). Je to etapa, v níž dochází k navození styku mezi biodeteriogenem a materiálem.

Inkubace je fáze od infestace (infekce) až do období, ve kterém se stanou projevy biodeteriorace zjevnými, respektive. až do doby, kdy dojde k technicky významnému poškození materiálu.

Manifestace je fáze, v níž jsou projevy biodeteriorace jasně zjevné a představují technicky významnou degradaci.

Biodeteriogenese je dynamický děj, ve kterém jednotlivé etapy na sebe navazují plynule a toto dělení je často možné uplatnit jen formálně. Má však praktické dopady. Máme-li zabránit škodám na materiálu (funkčním prvku, přístroji či zařízení), který se ocitl v exponovaném prostředí, aniž by byl preventivně chráněn proti biologické degradaci, je rozhodující, aby začínající biodeteriorace byla včas identifikována. Důležité je odhadnutí pravděpodobného průběhu možno již ve stadiu infestace (infekce) a to nejspíše podle výskytu biodeteriogenů a podle podmínek prostředí, nebo aby biodeteriorace byla rozpoznána alespoň ve stadiu rané inkubace.

Charakter biodeterioorace je dán vzájemným působením biodetereogenu a materiálu. Z tohoto pohledu je jiný mechanizmus degradace vyvolaný makrobiodeterogeny a jiný mikrobiodeterogeny.

Pro degradaci vyvolanou makrobiodeterogeny je typické mechanické poškození materiálu. Největší skupinou živých organizmů způsobujících znehodnocení tohoto typu je hmyz (Insecta). S jejich negativním působením se setkáváme hlavně v obalové technice. Tak např. Pilous černý (Calandra granaria) je schopen proděravět obaly z polyethylenu až do tloušťky 100 µm a byly zjištěny případy, že zničil i obalový materiál kombinovaný z polyethylenu a 25 µm hliníkové folie. Tesaříci, červotoči, krasci a další představitelé dřevokazného hmyzu dokážou ničit i jiné technické materiály (např. olověné pláště kabelů). Škody vznikají většinou náhodně. Zejména tehdy, jsou-li tyto materiály překážkou při vylézání ze dřeva po dokončení larválního vývoje.

Obr 1 Poškození můstkového kabelu potkany

V oblastech s průměrnou teplotou > 10 ^oC jsou největšími škůdci dřeva všekazi (termiti). Je známo přes 2 000 druhů termitů a většina z nich se živí dřevem, ať již živým nebo mrtvým. Dřevo je hlavní složkou jejich potravy. Ostatní materiály které termiti poškozují, jsou znehodnocovány jen mechanicky. V tropických oblastech existují rostliny, které jsou více či méně odolné proti termitům. Z našich dřev jsou všechna považována za neodolná. To je nutné vzít v úvahu při balení zařízení do tropických oblastí. Velká škodlivost termitů je dána jejich masovým výskytem.

Mezi obratlovci (Vertberata) je řada druhů, které mohou způsobit náhodné poškození technického zařízení. Jde o poruchy (např. zkraty) způsobené ptáky, plazy či ještěry. Vážnějšími škůdci technických materiálů, zejména plastických hmot jsou někteří hlodavci (Rodentia). Jsou to zejména krysy a potkani. Poškozují polyvinilchlorid, polyethylen, polyurethan, přírodní a syntetické kaučuky a další materiály. Vesměs jde o mechanické poškození.

Mikrobiální degradace může být vyvolána:

• houbami (jednoduché rostliny)
• bakteriemi (jednobuněčné organizmy).

Na mikrobiální korozi technických materiálů se podílejí převážně houby (technicky plísně). Plísně jsou bezchlorofylové saprofytické nebo parazitické rostliny. Jejich tělo tvoří stélka, jež bývá obyčejně vláknitá. Soubor houbovitých vláken (hyf) vytváří podhoubí (mycelium). Rozmnožování se děje rozrůstáním hyf a sporami, které vznikají vegetativním způsobem (nepohlavní spory), nebo spájením (pohlavní spory).

Hyfy zřetelně odlišené od ostatních se nazývají konidiofory. Ty bývají jednoduché, nebo větvené. Na konci kondiofloru se tvoří konidie které vyrůstají buď přímo na konidioforu nebo na zvláštních lahvicovýtých buňkách tzv. sterigmatech

Obr 2 Kondifory

. Často je kondiofor na konci kyjovitě zduřelý v tzv. vesikul. Nejsou-li pro plísně optimální životní podmínky, nevznikají kondie a na materiálu lze pozorovat pouze vlákna mycelia.

Je známo na 10 000 druhů hub. Jen některé jsou technicky významné. Jako škůdci materiálů přicházejí v úvahu určité druhy z čeledi Mucoraceae (např. druhy z rodu Rhizopus), z podtřídy hub vřeckvýtrusových hlavně druhy z rodu Aspergillus, Penicillium, Chaetomium, ze skupiny hub nedokonalých druhy z rodu Cladosporium, Alternaria, Trichoderma, Monilia, Fusarium. V tab.1 jsou uvedeny základní směsy plísňových kultur včetně jejich účinků na materiály.

Plísně jsou v přírodě značně rozšířeny a lze je najít téměř všude, na velmi kyselých substrátech i na podkladu, který vykazuje vysoký osmotický tlak. Velkým zdrojem plísní je zemina. Příčinou plísňové kontaminace jsou v tomto případě prachové částečky, které roznáší proud vzduchu. Zdrojem infekce mohou být hlodavci a hmyz. Velmi nebezpeční jsou roztoči, kteří se dostanou do otvorů o průměru 25 µm. Infekci plísněmi lze způsobit i dotykem ruky.