Innovación en los métodos para la concentración y detección de patógenos en el agua de consumo humano

Innovación en los métodos para la concentración y detección de patógenos en el agua de consumo humano

tratamiento del agua

Nuevas técnicas de concentración y detección molecular de patógenos en el agua de consumo, desarrolladas en el marco del proyecto europeo Aquavalens, mejoran un aumento de sensibilidad de los métodos analíticos, reducen costes y también el tiempo de análisis, permitiendo optimizar la toma de decisiones ante situaciones de riesgo. Estas novedades han sido aplicadas y evaluadas en la planta potabilizadora de Sant Joan Despí y la red de distribución de agua de Barcelona.

 

Innovaciones tecnológicas, desarrolladas por un conjunto de 40 empresas y centros de investigación de Europa, permitiran un mayor control microbiológico en los procesos de producción y distribución del agua potable suministrada a la población y utilizada en la industria alimentaria.

Estas nuevas técnicas hacen posible reducir el tiempo de análisis requerido y mejorar la sensibilidad en la detección de patógenos transmitidos por el agua, como bacterias, virus y protozoos. Por lo que aportan ventajas como herramientas a integrar en los Planes Sanitarios del Agua, asi como en protocolos de seguridad y emergencia ante situaciones que puedan poner en riesgo la calidad del agua suministrada.

Tras un año de monitorización de estas novedades en la planta potabilizadora de Sant Joan Despí y  en la red de distribución de agua potable de la ciudad de Barcelona, Aigües de Barcelona y Cetaqua (Centro Tecnológico del Agua) han presentado los resultados del estudio, en el que se ha comprobado que las metodologías desarrolladas mejoran la sensibilidad, reducen el tiempo de detección y constituyen, además, estrategias de vigilancia de la seguridad del agua, que ayudarán adoptar los Planes Sanitarios del Agua que deben implantarse en España de acuerdo con el nuevo RD 902/2018.

Monitorización microbiológica del agua de consumo

La monitorización microbiológica del agua de consumo es importante para garantizar su seguridad microbiana, y debe realizarse tanto en el agua producida en la planta de tratamiento y algunos puntos de la red de distribución, como en determinados puntos críticos de control.

Las técnicas actuales de monitorización, definidas en la Directiva 98/83/CE del Consejo, de 3 de noviembre de 1998, sobre la calidad del agua destinada al consumo humano, se basan en técnicas de cultivo para la detección y recuento únicamente para bacterias (excluyendo virus y protozoos) y fijan un determinado volumen para los diferentes parámetros (1 o 100 mL). Usando estas técnicas puede llegar a obtenerse un resultado entre 18 y 72 horas, con una sensibilidad y una representatividad limitadas, debido a los bajos volúmenes de muestra utilizados (máximo de 100 mL).

Teniendo en cuenta estas limitaciones y buscando mejorar la monitorización microbiológica del agua de consumo, surgió el proyecto europeo FP7-Aquavalens: Proteger la salud  de los europeos mejorando los mé- todos de detección de patógenos en el agua potable y el agua usada en la preparación de alimentos.

Técnicas de concentración

Para la determinación de patógenos, como virus o protozoos, en el agua potable o en los procesos de potabilización, es necesario el uso de filtros específicos para concentrar grandes volúmenes de agua y tener así una muestra más representativa.

Las limitaciones principales de dichos filtros concentradores son la necesidad de utilizar diferentes filtros según los microbios (protozoos, virus o bacterias), que las recuperaciones suelen ser bajas y que el coste es elevado.

Para el proyecto Aquavalens se seleccionó un filtro de ultrafiltración (Rexeed) sin salida, usado comercialmente en el ámbito clínico para la relización de hemodiálisis, con capacidad para concentrar hasta 1.000 L de agua potable y capaz de concentrar virus, bacterias y protozoos en un solo filtro.

Dentro del marco del proyecto se desarrolló un protocolo para poder utilizar este filtro como primera concentración, pudiendo concentrar hasta 1.000 L, eluidos posteriormente hasta un volumen de entre 400 y 700 mL.

Esta fase fue seguida de una segunda concentración, utilizando otro filtro comercial por centrifugación (Centricon), reduciendo el volumen inicial del eluado a unos 5 mL. Finalmente se procedió a la extracción de ácidos nucleídos, para la realización de las técnicas moleculares avanzadas.

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Técnicas de detección moleculares

Una de las principales limitaciones de las técnicas de cultivo para la detección de patógenos en agua de consumo es el tiempo necesario para obtener un resultado, que suele oscilar entre 1 y 3 días, un período que puede resultar demasiado largo para una correcta y óptima gestión del riesgo microbiológico.

Las técnicas moleculares avanzadas permiten detectar y cuantificar un amplio abanico de patógenos de una manera rápida (4-5 horas ). Sin embargo, sigue siendo necesaria una etapa de concentración para conseguir una buena sensibilidad y no son técnicas aceptadas por la legislación actual. 

En el proyecto Aquavalens se desarrollaron y evaluaron métodos para la detección de patógenos e indicadores transmitidos por el agua, basados en técnicas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y en la tecnología de hibridación in situ de fluorescencia (FISH).

Los parámetros que se desarrollaron y evaluaron en los casos de estudio fueron los siguientes:

  •  Bacterias analizadas por qPCR: Salmonella spp., Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, Campylobacter spp. (Campylobacter jejuni) y E. coli. 
  • Bacterias medidas por FISH: Campylobacter spp. (Campylobacter jejuni) y E. coli, recuento total de células (TCC del inglés Total Cell Counts) y recuento de microorganismos viables (TVC, del inglés TotalViable Counts).
  • Virus medidos por qPCR: Norovirus genogrupo I, Norovirus genogrupo II, virus hepatitis A.
  • Protozoos medidos por qPCR: Cryptosporidium, Giardia, Toxoplasma

Caso de estudio en Barcelona

Para evaluar las diferentes tecnologías, se seleccionaron casos de estudio, que incluyeron diversos sistemas de tratamiento y distribución de agua en diferentes países europeos (Alemania, Dinamarca, Inglaterra y España). Los caos se seleccionaron por sus diferencias climáticas, sistemas de desinfección del agua de consumo, tipo de captación, etc. 

En el caso de estudio concreto de Barcelona el método desarrollado en el proyecto se ha implementado con éxito en la rutina de control de calidad del agua tratada en la ETAP de San Joan Despí y en el sistema de distribución de Aigües de Barcelona. En el estudio se ha podido demostrar que el método de concentración utlizado mejora la recuperación de virus, aumenta la sensibilidad para la detección de bacterias en agua de consumo y procesos de la ETAP y permite obtener una recuperación aceptable de protozoos.

Tras esta primera fase, se considera necesario continuar con los estudios que permitan utilizar los resultados de técnicas moleculares en el marco de la legislación vigente, asi como optimizar los procesos de concentración secundaria con el objetivo de reducir al máximo el tiempo de análisis.

El proyecto abre nuevas vías para ayudar a afrontar situaciones probables derivadas del cambio climático, como escenarios más extremos de seaquía e inundaciones, que probablemente incrementen los problemas microbiológicos relacionados con el agua de consumo.

 

Fuente: Tecnoaqua

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