Las superficies inmersas en medio acuoso están expuestas a formar complejas estructuras microbianas llamadas biopelículas o biofilms. Estas se definen como una comunidad de microorganismos embebidos en una matriz extracelular, compuesta principalmente por un exopolisacaridos (EPS) y proteínas. Los biofilms son producidos por las propias bacterias, y les confieren propiedades de resistencia a la remoción y a agentes antimicrobianos (ej. antibióticos, desinfectantes), entre otros (Figura 1).
En instalaciones industriales que necesitan o utilizan constantemente agua, la formación de biofilms es una amenaza permanente que debe ser considerada y tratada. Algunos ejemplos de industrias que presentan este problema son: las procesadoras de alimento, embotelladoras, pisciculturas, las celulosas, las forestales, las de tratamiento de aguas, las mineras, entre otras. Un ejemplo de formación de biofilm en industrias se observa, principalmente, en las cañerías. En estas los problemas más comunes asociados varían desde contaminación crónica de microrganismos ambientales (alterantes), microorganismos patógenos, biocorrosión, alteración de materiales, malos olores, dificultad de transferencia de masa y/o calor, resistencia hidráulica, aumento de energía (bombas), entre otros.
Sin embargo, en algunas industrias donde el producto final es de consumo humano directo (por ejemplo: plantas procesadoras de alimentos y embotelladoras) se trata de evitar diariamente la formación de biofilms en sus instalaciones, utilizando procedimientos de limpieza y desinfección (L+D) frecuentes. No obstante, no todas las industrias realizan estos procedimientos de manera habitual.
Como se mencionó anteriormente, el control de biofilms se realiza mediante estrictos procedimientos de L+D aplicando detergentes (ácidos, neutros y/o alcalinos) y/o a sus respectivos principios activos y desinfectantes. Dentro de estos últimos, se destacan los de tipo oxidantes (hipoclorito de sodio, ozono, acido peracético, entre otros). Sin embargo, cuando el biofilms ya alcanzó un estado de madurez, se deben aumentar las concentraciones de uso habitual en procedimientos de L+D y/o usar productos específicos para la degradación de su matriz extracelular (ej. enzimas o productos químicos especializados) que complementen los productos usados periodicamente.
Figura 1.- Análisis de puntos críticos de un biofilm en cañerías industriales.
Muestras
Principalmente en cañerías, el monitoreo de microorganismos se realiza mediante toma de muestras de un volumen determinado de agua, asumiendo que la presencia microbiológica es debido a cañerías contaminadas por biofilm. Sin embargo, resultados de falsos positivos pueden corresponder a microorganismos en suspensión de una fuente anterior al lugar muestreado. Por otro lado, un resultado de falsos negativos podría deberse a que se está realizando un muestreo puntual influenciado por el tiempo, fuerza de corte, flujos (laminar o turbulento), estados de maduración del biofilm, método de análisis microbiológico, entre otros.
Microorganismos
Por otro lado, según el origen del agua de procesos, es posible encontrar distintos tipos de microorganismos y clasificaciones de ellos. Es relevante tener en cuenta que aproximadamente el 1% de las bacterias que se conocen son cultivables con las metodologías tradicionales. Del mismo modo, tanto las bacterias cultivables como las que no, pueden presentar un estado diferencial denominado: Bacteria Viable No Cultivable (BVNC) (Figura 1). El cual, es característico bajo condiciones de estrés (ej. cambios de pH, aumento o disminución de temperatura, presencia de agente antimicrobiano, entre otros) en los biofilms.
Control de Biofilms
Por lo tanto, considerando que la mayoría de los problemas asociados a microorganismos en industrias se debe a la presencia de biofilms, es relevante llevar un control microbiológico estricto de las superficies de las instalaciones de manera diaria, semanal o mensual, según sea el caso de cada industria. Además, de seleccionar técnicas adecuadas para el monitoreo de cañerías y su respectivo control, como también, desarrollar un diseño de instalaciones acorde a la producción. Permitiendo de esta manera, generar una producción sin inconvenientes y exitosa.
Autores:
José Miguel Vidal Araya, Ingeniero en Biotecnología, MsC Microbiología, Investigador Universidad de Concepción, Gerente Técnico ECOMBIO LIMITADA. Pamela Andrea Ruiz Merino, Ingeniero en Biotecnología, PhD Biociencias Moleculares, Investigador Universidad de Concepción, Asesor ECOMBIO LIMITADA.