El IIAMA-UPV desarrolla una solución innovadora para prevenir la formación de biofilms en sistemas de conducción de agua

El proyecto AVANTREG (INNEST/2022/211), financiado por la Agencia Valenciana de Innovación, ha desarrollado una solución para prevenir la formación de biofilms en sistemas de conducción de agua mediante el uso de rejillas tratadas con vainillina. Este es el principal resultado del trabajo desarrollado por investigadores del Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente (IIAMA) de la UPV, en colaboración con el Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos - Food UPV y EMIVASA. 

Esta innovación, presentada en el artículo publicado en la revista científica Journal of Environmental Chemical Engineering y titulado “Prevention of bacterial adhesion in water conduction systems using vanillin-functionalized grates” , ha sido desarrollada por Yolanda Moreno y Alba Fornés del grupo de "Biodiversidad microbiana del ciclo del agua" del IIAMA, Alejandro Rivas, Susana Ribes, José Manuel Barat y Édgar Pérez-Esteve (Food-UPV), y Patricia Soler y Rocío Salinas de EMIVASA. 

“La formación de biofilms es un problema recurrente en los sistemas de conducción de agua. Estas estructuras, compuestas por bacterias y sustancias extrapoliméricas, no solo afectan la calidad del agua, sino que también pueden incrementar los costos de mantenimiento debido a la corrosión y rotura de las tuberías. Además, actúan como reservorios de patógenos, representando un riesgo significativo para la salud pública”, afirma Yolanda Moreno, investigadora del IIAMA.

Soluciones sostenibles y trabajo desarrollado

La investigación, liderada por la UPV, ofrece una solución innovadora y sostenible frente a los métodos de desinfección química tradicionales mediante el uso de vainillina, un compuesto antimicrobiano natural extraído de las vainas de vainilla.

“Hemos demostrado que el uso de rejillas de acero inoxidable funcionalizadas con vainillina reduce significativamente la adhesión bacteriana, mejorando la calidad microbiológica del agua en sistemas de baja presión”, explica Alba Fornés, investigadora del IIAMA participante en el estudio.

El estudio se desarrolló en dos fases. En la primera, se funcionalizaron superficies de acero inoxidable mediante un proceso de anclaje covalente de vainillina. Asimismo, se realizaron ensayos in vitro para evaluar su capacidad antiadhesiva frente a bacterias.

“Los resultados mostraron una reducción significativa en la adhesión bacteriana en las superficies funcionalizadas en comparación con las no tratadas”, indica Alba Fornés.

En la segunda etapa, las rejillas funcionalizadas se instalaron en la red de agua de baja presión de València, utilizada para riego y limpieza urbana. Durante un año, se tomaron muestras periódicas para analizar los biofilms formados en las rejillas.

“El análisis metagenómico de las muestras mostró diferencias significativas tanto en la cantidad como en los tipos de bacterias presentes en las rejillas tratadas con vainillina frente a las no tratadas. Observamos una menor cantidad y diversidad bacteriana en las superficies funcionalizadas, especialmente durante los primeros seis meses de uso”, añade Yolanda Moreno.

Impacto y aplicaciones futuras

La funcionalización con vainillina se presenta como una alternativa prometedora a la cloración convencional, mejorando la calidad del agua sin afectar negativamente el entorno natural. Esta tecnología podría aplicarse también en otros sectores industriales, como dispositivos médicos y superficies de procesamiento de alimentos, donde la prevención de biofilms es crucial.

“Esta innovadora técnica representa un avance importante en la lucha contra la contaminación bacteriana en sistemas de distribución de agua, protegiendo la salud pública y ofreciendo una solución más ecológica”, concluye Yolanda Moreno.