Vamos de vacaciones sin pensar en los muchos inquilinos bacterianos que dejamos en el sistema de distribución de agua de nuestro edificio y regresamos inconscientes de los muchisimos más que estaran alli a la vuelta. La falta de flujo en el agua de las tuberias de edificios residenciales potencia la formación de mayores concentraciones de bacterias, especialmente en las zonas cercanas a los grifos. 

¿Qué le sucede al agua del grifo cuando éste permanece cerrado durante días? El estancamiento del agua en las tuberías puede potenciar el deterioro de la calidad del agua, por ejemplo la proliferación de patógenos o la liberación de sustancias de la cañeria al agua.

Asi lo corrobora un estudio realizado en la Universidad de Illinois (EEUU), que analiza la forma en la que las bacterias crecen ​en los sistemas de distribución de agua en edificios y aporta un modelo para comprobar la calidad del agua en casi cualquier edificio.

Se sabe poco sobre los complejos procesos del ecosistema microbiano en los sistemas de fontanería, lo que dificulta el desarrollo de estrategias de monitoreo biológico. Por lo que un equipo de investigadores de la citada Universidad, liderados por el ingeniero y profesor Wen-Tso Liu, rastreó el microbioma del agua de grifo in situ, mostrando que la composición de la comunidad bacteriana en las tuberías cambia rápidamente, de cuando es suministrada a después de 6 días de estancamiento, con un fuerte aumento en el recuento de células. 

Hay vida en las cañerias de agua

Una característica crucial del sistema de suministro de agua en la construcción es el estancamiento del agua. A diferencia del suministro en toda la ciudad, en el que el flujo del agua rara vez se detiene por completo, en los edificios puede permanecer sin usarse durante largos períodos de tiempo, según los comportamientos del usuario. Esto permite que sucedan procesos cruciales para la actividad biológica, como la descomposición de los desinfectantes.

Además, los diámetros de las tuberías son sustancialmente más pequeños en los edificios que en la infraestructura de la ciudad, lo que puede tener como consecuencia un área de contacto mucho mayor entre el agua del grifo canalizada y los biofilms existentes en la pared de la tubería.

Los experimentos realizados en la Universidad de Illinois tuvieron lugar en edificios residenciales para los alumnos, en periodos de no ocupación, durante la pausa del verano, y después de semanas de estancamiento del agua. Las muestras se tomaron antes del cierre del edificio, mientras el agua corriente suministrada era fresca, y nuevamente después de que el agua permaneciera en contacto con el interior de la tubería durante una semana. Para mapear las comunidades bacterianas de la red de tuberías, se analizó el agua post-estancamiento mediante la recolección de segmentos consecutivos de agua del grifo al fluir de nuevo.

Los resultados mostraron que las muestras posteriores al estancamiento más cercanas a los grifos contenian las mayores concentraciones de bacterias, y que éstas disminuyeron significativamente a medida que aumentaba la distancia entre la ubicación del grifo y el punto de la tubería donde se tomo la muestra.

Para los investigadores, el aumento de bacterias en las muestras de post-estancamiento es el resultado de algo que ocurre en el interior de la tubería, especialmente en los segmentos más cercanos a los grifos, y no está provocado por la fuente exterior de suministro de agua.

Las bacterias que viven en el agua del grifo existen en dos comunidades; las que flotan libremente en el agua y las que viven en los biofilms que recubren la superficie interior de las tuberías. Asi, los autores piensan que las bacterias halladas en las muestras posteriores al estancamiento provienen de las interacciones entre el agua y los biofilms que existen dentro de las tuberías más cercanas a los grifos.

El estudio también mostró que, después de días de estancamiento, las concentraciones bacterianas son más altas en los primeros 100 mililitros de flujo de agua al abrir el grifo. Por lo que los autores recomiendan abrir los grifos durante unos minutos antes de usar el agua, después de estar fuera de casa durante días. Aunque reconocen que esta medida está reñida con un uso responsable del agua, y apuntan la necesidad de desarrollar medidas innovadoras que permitan evitar este problema.

Modelo para comprobar la calidad del agua en edificios

En base al estudio realizado, los autores desarrollaron un modelo para comprobar la calidad del agua en el interior de los edificios. 

Para ello, combinaron los datos obtenidos en las mediciones de concentraciones bacterianas en el agua antes y después de estar estancada en las tuberias del edificio, con datos e información de control de biofilms en el suministro de agua de la ciudad y con las características físicas del edificio en cuestión.

Su planteamiento fue que las comunidades microbianas del agua del grifo pueden usarse para inferir el nivel de desviación del suministro de la ciudad, debido al desarrollo in situ de biofilm. Con dos muestras, una antes del estancamiento y otra después, es posible determinar la dimensión del crecimiento de microbios dentro de las tuberías locales.

El microbioma de los sistemas de distribución del agua en los edificios puede ser utilizado para monitorizar la salud de la infraestructura, sin necesidad de realizar obras de muestreo, caras o imposibles, en las instalaciones. Los microbiomas del agua están presentes en un medio fluido, de fácil acceso.

Según el estudio, los edificios de una ciudad se pueden muestrear y catalogar rigurosamente. Es posible establecer un nivel de fondo de la desviación en su carga microbiana, inducida por las características de la construcción, respecto al suministro de la ciudad y también se pueden detectar anomalias.

Biosensores microbianos podrían utilizarse para abordar problemas persistentes en la gestión de las infraestructuras, como desentrañar el grado de riesgo de contaminación que representan los suministros municipales o la infraestructura privada. Con la ayuda del modelo desarrollado, este problema podría abordarse comprobando si el nivel de desviación del microbioma del edificio, respecto al agua de la ciudad, supera un rango esperado.

Soluciones innovadoras

Al combinar parámetros de diseño de la estructura física del sistema de distribución del agua, por ejemplo el diámetro, con datos de la comunidad microbiana existente en su interior, los autores del estudio plantean que el microbioma del agua del grifo podría modelarse, predecirse e incluirse en los criterios de diseño de edificación.

Las tuberías de diámetro pequeño situadas en los extremos distales del punto de suministro del agua albergan los recuentos más altos de células microbianas y se desvian más del microbioma del agua de suministro municipal,  por lo que se consideran como puntos críticos para el rebrote biológico. Este tipo de tuberías son ampliamente utilizadas en las conexiones a dispositivos residenciales como las mangueras de las duchas, grifos de cocina, lavavajillas, etc . Sin embargo, este riesgo no puede gestionarse simplemente aumentando el tamaño de las tuberías. Un mayor diámetro podria llevar a un aumento del nivel de agua estancada y al consiguiente deterioro de la calidad del agua.

Los autores invitan a buscar soluciones innovadoras. Por ejemplo, en hospitales y otras instalaciones sanitarias donde las infecciones asociadas al sistema de distribución de agua son más comunes, podría considerarse modernizar la desinfección de los puntos finales, como duchas y grifos, para contrarrestar la descomposición del hipoclorito, utilizado para desinfectar la totalidad de la instalación, y controlar el crecimiento bacteriano dentro de la tubería en estos puntos críticos.

También el lavado o enjuagado específico de las tuberías de menor diámetro, en lugar de toda la instalación del edificio, podría incluirse en los protocolos de administración de estos edificios, para evitar el estancamiento y al mismo tiempo minimizar el desperdicio de agua.

Fuente: Fangqiong Ling,  Rachel Whitaker, Mark W. LeChevallier & Wen-Tso Liu: Drinking water microbiome assembly induced by water stagnation, The ISME Journal volume 12, pages1520–1531 (2018)