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El biofilm en las instalaciones de riego

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AZUD
AZUD es referente internacional en la fabricación de sistemas de microirrigación, fertirrigación y de soluciones de filtración y tratamiento de agua para la industria.

Como profesionales del sector, con frecuencia nos encontramos con instalaciones de riego con serias dificultades debido a la presencia en la red y equipos de, la comúnmente llamada, oba, alga, babilla, mugre… que causa obturaciones de los emisores, pérdida de eficiencia de la instalación y aumento de la frecuencia e intensidad de las labores de mantenimiento.

El biofilm surge por la tendencia de los microorganismos a agruparse y si no se actúa a tiempo y con conocimiento, puede ocasionar un problema muy serio cuando parte de la capa formada se desprende en forma de láminas o grumos con capacidad de obturación en el interior de las conducciones, pudiendo llegar a obturar toda una red de emisores de forma definitiva e irreversible en la mayoría de los casos, poniendo en riesgo el cultivo. En ese momento saltan todas las alarmas y el agricultor empieza a ser consciente de la gravedad del problema.

Pero… ¿Qué es el biofilm?

El biofilm o biopelícula es una capa de masa orgánica; de color generalmente oscuro y tacto gelatinoso, que está formada por colonias de microorganimos asociados y organizados que recubre las superficies, generalmente en contacto con el agua o con un alto grado de humedad. Con frecuencia, estas colonias capturan sedimentos minerales y sales disueltas que integran su estructura.

Según la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN), las biopelículas se definen como “Comunidades complejas de microorganismos que crecen embebidos en una matriz orgánica polimérica auto producida y adherida a una superficie, viva (biofilm de mucosa) o inerte, y que pueden presentar una única especie microbiana o un abanico de especies diferentes.”

No debemos confundir el biofilm con el briozoo. El biofilm está formado principalmente por colonias de bacterias asociados entre sí. El briozoo se forma por agrupación de organismos más complejos y de mayor tamaño (hasta 0,5 mm) que se establecen en colonias formando estolones ramificados que con frecuencia superan los 30 cm, pudiendo obturar grandes infraestructuras de riego.

Podemos encontrarnos biofilm en instalaciones y equipos industriales, en nuestras viviendas, en la superficie de los alimentos, en nuestro organismo y, por supuesto, en las instalaciones de riego.

Fases de desarrollo del biofilm

El proceso de formación del biofilm es complejo, pero se puede resumir en cuatro etapas:

  • Fijación. Adhesión de los microorganismos libres a una superficie.
  • División. Tras la adhesión irreversible a la superficie se inicia un proceso de maduración, crecimiento y división.
  • Producción de exopolímero. El exopolímero es una capa de mucosa protectora que recubre la masa, reduciendo el riesgo de deshidratación y garantizando a los microorganismos un hábitat confortable y protegido de agentes externos.
  • Dispersión. El ciclo biológico se completa con una última etapa de diseminación, que consiste en la liberación y dispersión de células colonizadoras que se fijarán en nuevas superficies para iniciar un nuevo ciclo.

¿Qué factores favorecen la formación de biofilm?

Una condición necesaria para el desarrollo de biofilm es la presencia de agua, que aporta humedad, nutrientes y oxígeno, además de servir de vehículo para la diseminación de los microorganismos colonizadores que habitan de forma libre.

Bajo condiciones favorables, estos organismos proliferan aumentando su concentración y por tanto la necesidad de organizarse para colonizar nuevas áreas. Las aguas residuales no desinfectadas, aguas estancadas o procedentes de industrias son generalmente aguas que contienen bacterias y, por tanto, son focos de proliferación y propensas a la generación de biofilm.

Estas son las condiciones que favorecen la multiplicación de los microorganismos en nuestra instalación:

  • Altas temperatura: El biofilm puede generarse con temperaturas próximas a cero grados, sin embargo, el desarrollo se ve favorecido de forma importante con temperaturas por encima de los 25-30 ºC. De ahí que los meses de primavera y verano sean más propensos a la aparición de problemas derivados por la presencia de biofilm en las instalaciones de riego.
  • Ph neutro: Aguas de riego con valores de ph neutro o ligeramente ácido (6,5 – 7) son favorables para el desarrollo de este tipo de microorganismos.
  • Alta oxigenación: El biofilm está formado tanto por bacterias aeróbicas como anaeróbicas. Las primeras necesitan oxígeno para su desarrollo y se sitúan en las capas externas del biofilm; donde hay mayor contacto con el flujo. Un buen contenido de oxígeno disuelto en el agua favorece el desarrollo de las bacterias aeróbicas.
  • Nutrientes: La materia orgánica contenida en el agua de riego sirve de nutriente para los microorganismos y por tanto colabora de forma directa en su proliferación.
  • Composición y rugosidad de las superficies: La composición química de los materiales en contacto con el agua es un factor determinante para el desarrollo del biofilm. Los compuestos orgánicos liberados por ciertos materiales plásticos favorecen el crecimiento de los microorganismos, mientras que los materiales de naturaleza metálica como el acero inoxidable ofrecen mayor resistencia.
  • Una mayor rugosidad favorece la adhesión, establecimiento y permanencia de estos microorganismos.
  • Baja velocidad del flujo: Una velocidad alta del agua dentro de la conducción dificulta la fijación y establecimiento de los microorganismos a la superficie y aumenta la tasa de erosión de la capa de biofilm, reduciendo su espesor hasta encontrar un punto de equilibrio. Por el contrario, velocidades de flujo bajas favorecen la adhesión, establecimiento y permanencia, aumentando el espesor de la biopelícula.

Por otro lado, un aumento ocasional de la velocidad del fluido puede generar mayor tasa de erosión y favorece la dispersión de células, que colonizan nuevas superficies.

¿Qué consecuencias tiene el biofilm en la instalación de riego?

Si tu instalación de riego cumple estas condiciones, debes prestar especial atención a la presencia de biofilm y tomar las medidas necesarias para que el problema no genere un gasto adicional importante y suponga un riesgo para tu cultivo.

Las obturaciones son la última consecuencia y la más grave, pero debemos tener en cuenta que el biofilm es también causante de la disminución de la vida útil de las instalaciones de riego, provoca una mayor necesidad de mantenimiento de los equipos, genera un consumo adicional de fertilizantes y oxígeno, acelera la corrosión y, además, es una fuente de patógenos para el suelo, cultivo y trabajadores.

En próximos artículos trataremos con mayor detalle esta problemática y sus posibles soluciones.

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