Descripció del projecte
Los biofilms en redes de suministro de agua, ya sea la distribución de agua potable, agua regenerada o los circuitos cerrados empleados en hoteles y hospitales, son estructuras indicadoras de un riesgo sanitario.
Mientras la concentración de patógenos en suspensión puede ser baja, la presencia de estos en las paredes de las tuberías en forma de películas bacterianas puede ser muy elevada y hacerse presente en forma de brotes, causando un gran número de casos, incluso con muertos. En la mayoría de las redes de distribución de aguas presentes en todo el mundo, la formación de biofilms no se monitoriza sino que se controla.
El enfoque convencional para controlar la aparición de biofilms en sistemas de distribución de aguas se basa en la utilización de biocidas (cloro residual, cloraminas,…) a una concentración elevada, y/o mantener choques térmicos a altas temperaturas (como es el caso en hoteles) para asegurar la eliminación de los microorganismos de la red. La primera consecuencia a este hecho es un excesivo uso de productos químicos (biocidas), lo que conlleva la aceleración de la corrosión del sistema y la aparición de residuos tóxicos (como por ejemplo los trihalometanos y los ácidos haloacéticos), por no hablar del elevado coste en tratamientos biocidas y calentamiento del agua, en muchas ocasiones innecesarios e injustificados.
Además, los biofilms proporcionan un ambiente mucho más seguro a los microorganismos, incrementando su resistencia a estos tratamientos, lo que reduce su eficiencia.
Por otro lado, los pocos sistemas de monitorización de biofilms existentes, la mayoría basados en medidas indirectas de eficiencia térmica y/o mecánica o métodos directos basados en medidas electroquímicas, presentan importantes limitaciones a nivel de coste, sensibilidad, durabilidad, estabilidad y fiabilidad que los hace poco recomendables para una detección precoz y/o monitorización de los biofilms.
Aun y considerando sus grandes ventajas, la transducción óptica se ha empleado poco en la monitorización de biofilms. Considerando sus ventajas, los sistemas ópticos presentan menos problemas derivados de interferencias ambientales. En este sentido, los métodos de transducción ópticos son mucho menos sensibles que los electroquímicos a los cambios de factores ambientales como la temperatura, el pH o la conductividad del medio, lo que los hace muy adecuados para monitorizar en aguas. Por otro lado, los métodos ópticos son muy versátiles y se pueden fabricar estructuras ópticas con materiales inertes, estables y duraderos que no sufran envejecimiento una vez inmersos en el agua de la red. Esto debería aportar gran robustez al sistema final, permitiendo largos periodos de operación y no siendo muy sensible a manipulación por personal no especializado. Del mismo modo, se pueden seleccionar materiales de bajo coste, reduciendo, de esta forma, el coste del dispositivo final y favoreciendo su implementación en la red de forma extensa. Finalmente, con la rápida expansión de los emisores y detectores de luz (emisores LED y fotodetectores) es posible obtener componentes miniaturizados, con grandes prestaciones y a un coste menor, reduciendo no solo el coste del sistema de medida sino también del sistema de control.
Por las razones expuestas, la medida óptica sería el método ideal para la monitorización del biofilm.
Objectivo del proyecto
El objetivo de éste proyecto consiste precisamente en el desarrollo tecnológico de un sistema de detección y monitorización óptico de biofilms en conductos de agua para ser incorporado en la plataforma de sensores que forma parte del servicio de Sens Solutions en la línea Hydro-S3DP o incluso para ser comercializado cómo linea independiente.
El proyecto se basa en desarrollo previo del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) cuya capacidad de detectar de forma cualitativa la adhesión de bacterias a una superficie ya se ha demostrado a nivel de laboratorio y que está siendo probado como sistema prototipo en un entorno representativo de la red de distribución de agua, potable y regenerada.
