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FORMAÇÃO DE BIOFILMES EM SISTEMAS FECHADOS
Biofilmes
Publicado em 18 de janeiro de 2018
Flavio Carvalho (^) 70 artigos (^) Seguindo
Os biofilmes são complexos ecossistemas microbianos, que podem ser formados por populações desenvolvidas a partir de uma única, ou de múltiplas espécies, podendo ser encontrados em uma variedade de superfícies bióticas e/ou abióticas. Desta maneira, muitos autores definem biofilmes como associações de microrganismos e de seus
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produtos extracelulares, que se encontram aderidos a superfícies bióticas ou abióticas (Kyan, 2011).
A formação de um biofilme está associada, por exemplo, à proteção contra o ambiente, ou seja, bactérias em um biofilme encontram-se abrigadas e em relativa homeostase, graças à presença da matriz (que contém exopolissacarídeos, proteínas, ácidos nucléicos, entre outros). O exopolissacarídeo pode impedir fisicamente a penetração de agentes antimicrobianos no biofilme, principalmente aqueles hidrofílicos e carregados positivamente. Em alguns casos ele é capaz de sequestrar cátions, metais e toxinas que possuem papel de proteção contra radiações UV, alterações de pH, choques osmóticos e dessecação (Kallyne, 2011).
Um biofilme é considerado uma estrutura muito adsorvente e porosa (possui canais de água e poros) devido a ser constituído essencialmente por água (pois contém cerca de 80 a 95% de água). Os microrganismos
substrato para a aderência de microrganismos denominados colonizadores secundários.
Estes colonizadores secundários podem se aderir diretamente aos primários, ou promoverem a formação de coagregados com outros microrganismos e então se aderirem aos primários. (Kyan, 2011).
FATORES PARA O DESENVOLVIMENTO DE BIOFILMES
Material de superfície
As bactérias aderem ao aço inoxidável ou ao plástico com igual entusiasmo.
Superfícies mais lisas retardam um pouco a adesão, mas não interferem com o volume final do biofilme (Biernat et al, 2011).
O tipo de material, nomeadamente, a composição e rugosidade, é um fator importante na formação de
biofilme, porque quase todas as superfícies onde ocorre a deposição de microrganismos possuem irregularidades.
A rugosidade de uma superfície pode aumentar a retenção de microrganismos, pois proporciona locais de abrigo menos afetados pelas forças do fluido.
O efeito da rugosidade da superfície é importante quando ocorre a adesão da primeira camada de microrganismos tendo menos influência quando uma superfície de adesão já tem biofilme formado.
Velocidade de fluxo
Um alto fluxo não evita a adesão bacteriana e nem remove um biofilme já estabelecido.
Em qualquer velocidade do fluxo, ela é muito mais lenta na zona adjacente à superfície, caindo a zero na parede. A distância da parede da tubulação até o ponto em que o fluxo da água não é turbulento é chamada de subcamada
oxigênio podem gerar um grande crescimento bacteriano (Biernat et al, 2011).
A maioria dos biofilmes forma-se a valores de pH próximos da neutralidade.
Alteração do pH para valores superiores ou inferiores a 7 irá com certeza afetar o desenvolvimento e a atividade do biofilme, pois o pH tem um efeito preponderante no metabolismo microbiano (Pereira, 2001).
O pH também afeta as propriedades elétricas dos microrganismos e da superfície dos sólidos, podendo alterar a repulsão eletrostática entre eles e consequentemente o processo de adesão dos microrganismos às superfícies (Melo, 1994).
REMOÇÃO DE BIOFILMES
Para que não haja acúmulo indesejável de biofilmes em qualquer sistema industrial é necessário controlar a sua
formação.
Para isso é necessário definir estratégias de atuação de modo preventivo, onde se evita ou retarda a formação de biofilmes.
Algumas medidas podem ser aplicadas:
v Definição e implementação de um plano de limpeza eficaz;
v Redução da concentração de substâncias orgânicas (nutrientes) na corrente líquida (quando possível);
v Implementação de técnicas de monitoramento de biofilmes, inspeção visual do acúmulo de biofilme e de sinais de corrosão ;
v Projeção e desenho adequado dos equipamentos (evitar zonas mortas e zonas de estagnação, utilização de materiais lisos para construção de superfícies,...).
Também podem ser utilizados sanitizantes com ação biocida.
Por exemplo:
Biocidas Oxidantes – Estes são mais eficazes e conseguem penetrar o biofilme.
v Ozônio
v Dióxido de Cloro
v Cloro
v Iodo ( preferencialmente indicado)
v Peróxido de Hidrogênio
Biocidas não oxidantes – menos eficazes que os biocidas oxidantes.
São incapazes de penetrar o biofilme e apenas tem efeito na sua superfície e na restrição de matéria orgânica (alimento).
Surfactantes - Aniônicos, Catiônicos (Quaternários de Amônio - QAC‘s) e Não Iônicos
Os surfactantes são caracterizados pela sua capacidade de reduzir a tensão superficial dos fluidos aquosos. Esta característica permite-lhes atuar como substâncias detergentes, agentes umectantes e emulsionantes. São definidos como moléculas com duas partes distintas: a parte hidrofóbica (parte apolar que repele a água) e a parte hidrofílica (parte polar que atrai a água). A parte hidrofílica (polar) é referente ao grupo da cabeça e a parte hidrofóbica (apolar) à cauda.
Tratamentos físicos
microrganismos. Com as medidas mecânicas de remoção de biofilme, pretende-se eliminar essa situação, isto é, pretende-se remover esses biofilmes inativos por variações bruscas das condições hidrodinâmicas do meio (nomeadamente, as forças de tensão de corte).
É necessário aplicar alguma força mecânica, manual ou por alta pressão. Para sistemas fechados ( CIP) à medida que a velocidade aumenta a camada sub-laminar vai ficando mais fina e a sujidade na superfície da tubulação pode ser sujeita à ação mecânica.
CONCLUSÕES
A remoção incompleta do biofilme irá permitir um rápido regresso ao seu estado de equilíbrio causando um novo aumento nas contagens totais após uma desinfecção.
O biofilme restante contém organismos viáveis suficientes para que não ocorra a fase lag durante o
crescimento, assim o reaparecimento do biofilme pode ser mais rápido.
O biofilme residual na superfície torna-a mais rugosa, o que favorece a adesão de microrganismos e outros compostos.
Para prevenção da formação de biofilmes é importante:
v Limpeza química eficaz;
v Limitar os nutrientes para o crescimento (ajuda na redução da velocidade de multiplicação);
v Desinfecção química;
v Limpeza física periódica (escovas, "pigging" das tubagens)
OBS: Um técnico qualificado de um fabricante de químico confiável, poderá definir quais produtos,
