Biofilme em sistemas de armazenamento e distribuição de água para uso farmacêutico
Ricardo Marinho
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A fisiologia, pouco comum dos microrganismos, permite o seu desenvolvimento em águas que contém só traços dos nutrientes necessários. Algumas bactérias, quando isoladas do seu ambiente normal, requerem níveis de nutrientes extremamente reduzidos para sua sobrevivência.
Por natureza, os sistemas de tratamento de água são projetados para remover materiais dissolvidos e particulado, criando ambientes desprovidos de nutrientes para bactérias. Visto que os microrganismos necessitam de certos nutrientes especiais para seu crescimento e multiplicação, estes são também indicadores da presença de outro tipo de contaminante na água tratada. De certa forma, podemos imaginar que, limitando a concentração de nutrientes essenciais, ou de fatores de promoção do crescimento, poderemos limitar o número de bactérias em sistemas de água purificada.
No entanto, as bactérias mostram condições extraordinárias de readaptação a ambientes com níveis de nutrição reduzidos, e chegam a níveis de modificar o seu metabolismo, reduzindo a diversidade de nutrientes requeridos para o seu desenvolvimento.
As bactérias, normalmente encontradas em sistemas de água purificada, empregam substâncias orgânicas complexas para seu desenvolvimento, no entanto, a presença de carbono orgânico é o indicador mais importante do potencial de bio-contaminação, ao ponto de que, quanto maior a concentração total de carbono orgânico (TOC), maior será o potencial de desenvolvimento da massa orgânica.
Em sistemas de tratamento de água, a quantidade de bactérias detectáveis na água circulante, representa uma fração mínima do total presente no sistema. A maior parte das bactérias está aderida às superfícies do sistema. Medições realizadas em sistemas industriais indicam que a relação entre bactérias flutuantes por centímetro cúbico, e as bactérias aderidas por centímetro quadrado, pode chegar a fatores de 10.000 ou ainda maiores.
A adesão é conseguida por meio de um polímero extracelular que se estende por fora da parede celular, chamado glicocálix. O glicocálix desempenha diversas funções importantes, entre as quais, não só permitem a aderência e mobilidade do organismo, como também atua como sistema para captar e concentrar traços de nutrientes, extraindo-os por um processo similar ao de uma troca iônica da água que circula em volta do microrganismo. O glicocálix também funciona como uma capa protetora, anulando o efeito de biocidas e outras substâncias tóxicas para a célula, o que pode explicar a baixa eficiência de determinados tratamentos deste tipo, aplicados a sistemas de tratamento de águas.
Assim sendo, podemos dizer que os dois fatores mais importantes que influenciam a proliferação bacteriana, em sistemas de água, são: a área superficial e a concentração de nutrientes.
Num sistema industrial de tratamento de água temos: filtro de areia, carvão ativado, membranas de osmose reversa, resinas dos deionizadores, tubulações, reservatórios, filtros, e sistemas de distribuição de ponto de uso, que fornecem a superfície necessária para aderência e crescimento bacteriano.
Apesar de que a característica da superfície influencia a estrutura e formação do biofilme, a aderência de bactérias não parece ser influenciada pelo material do conjunto. As superfícies lisas e polidas retardam a adesão inicial das bactérias.
Para conseguirmos enfrentar o problema da contaminação do sistema de água, é necessário cuidar de dois fatores: a invasão microbiológica e a propagação microbiológica.
O mecanismo de invasão é controlado pelo projeto e funcionamento do sistema. A propagação, no entanto, depende de uma série de variáveis, incluindo a patogenicidade do organismo contaminante, a disponibilidade de nutrientes, e presença de fatores hostis, tais como temperatura elevada, arraste e agentes anti-microbianos.
