Nanoplásticos y agua potable: cómo favorecen la persistencia de virus y bacterias

Un equipo internacional de científicos advirtió que los nanoplásticos presentes en los sistemas de agua potable pueden facilitar la persistencia de virus y bacterias incluso después de los procesos habituales de desinfección.

La investigación, publicada en la revista Water Research, se centró en cómo estas partículas plásticas de tamaño extremadamente pequeño interactúan con comunidades microbianas dentro de conductos y superficies del sistema de distribución del agua.

Los nanoplásticos forman parte de la categoría de los microplásticos, pero con medidas entre uno y mil nanómetros, lo que los hace imposibles de ver a simple vista y capaces de atravesar barreras físicas y químicas de muchos sistemas de tratamiento.

Aunque las plantas potabilizadoras aplican métodos como cloración u ozonificación para eliminar agentes infecciosos, la interacción entre estas diminutas partículas y los microorganismos parece modificar la estructura y resistencia de las biopelículas — comunidades complejas de microbios adheridos a superficies — con consecuencias relevantes para la gestión sanitaria del agua.

Según el profesor adjunto de ingeniería civil y ambiental Jingqiu Liao, uno de los autores del estudio, los nanoplásticos no solo representan un contaminante difícil de eliminar sino que además ayudan a que algunos patógenos sobrevivan a los procesos de tratamiento tradicionales, lo que podría influir en la propagación de enfermedades transmitidas por el agua.

Nuevos retos para el tratamiento

El foco principal del estudio fue examinar cómo los nanoplásticos afectan la formación de biopelículas en sistemas de agua potable. Estas estructuras, que contienen bacterias y pueden incorporar virus llamados bacteriófagos (que infectan bacterias), tienden a adherirse a las superficies internas de tuberías y equipos.

Cuando los nanoplásticos están presentes, la biopelícula desarrolla una matriz más densa y robusta — una red de microbios y sustancias extracelulares que protege a las células del entorno externo — y se vuelve más difícil de erradicar mediante desinfectantes convencionales.

Este reforzamiento tiene dos efectos principales: por un lado, las bacterias dentro de la biopelícula aumentan su comunicación y secreción de compuestos estructurales que fortalecen la matriz; por otro, se activa un ciclo viral donde los profagos (virus inactivos integrados en el genoma bacteriano) se desencadenan y generan nuevas partículas virales, aumentando así la dinámica microbiana y su adaptabilidad.

Además, algunas bacterias despliegan sistemas de defensa como las secuencias CRISPR, que les permiten atacar a los virus y reforzar su supervivencia dentro de la biopelícula.

Este fenómeno no se limita a bacterias ambientales benignas. Patógenos como Escherichia coli o Pseudomonas aeruginosa, presentes en aguas contaminadas, pueden beneficiarse de esta protección adicional, lo que complica aún más los esfuerzos de aseguramiento de agua potable libre de microorganismos peligrosos.

Otras investigaciones científicas apoyan la noción de que los plásticos en estado micro o nano pueden servir como vectores o “superficies” donde virus y bacterias se adhieren y sobreviven durante más tiempo que si flotaran libres en el agua.

En estudios experimentales, se ha observado que virus bacteriófagos y otros microorganismos pueden permanecer viables por periodos extendidos cuando están asociados con partículas plásticas, sugiriendo que esta interacción favorece la persistencia de agentes infecciosos en ambientes acuáticos.

La presencia de materiales plásticos de tamaños muy reducidos también ha sido vinculada con la difusión de genes de resistencia, ampliando aún más el alcance de los riesgos microbianos asociados. Algunos trabajos señalan que las superficies de nanoplásticos podrían facilitar el intercambio de material genético entre bacterias, aunque este aspecto requiere mayor investigación.

Implicancias y desafíos futuros

Los hallazgos del estudio conducen a varias reflexiones sobre la gestión del agua potable. Los métodos de tratamiento actualmente establecidos, diseñados en gran parte para eliminar patógenos libres o contaminantes químicos de mayor tamaño, podrían no ser suficientes para contrarrestar las interacciones complejas entre nanoplásticos y comunidades microbianas.

Una de las primeras consecuencias de esta investigación es la necesidad de revisar y profundizar en tecnologías de tratamiento más avanzadas o especializadas, capaces de identificar y remover partículas plásticas de pequeño tamaño así como de neutralizar biopelículas resistentes.

Esto puede incluir enfoques físico-químicos novedosos, filtración de alta precisión o la combinación de métodos existentes con etapas complementarias de desinfección.

Además, comprender los mecanismos moleculares y ecológicos que permiten a las bacterias y los virus adaptarse y prosperar en presencia de nanoplásticos será clave para diseñar estrategias de control eficaces.

La investigación sugiere que el tamaño y la superficie de las partículas plásticas son factores relevantes para determinar su impacto, por lo que futuros estudios deberán explorar esta variabilidad con mayor detalle.

Finalmente, la acumulación de nanoplásticos en los ecosistemas acuáticos representa un desafío ambiental de largo plazo, ya que estas partículas no solo afectan la calidad del agua, sino que también pueden tener efectos no totalmente cuantificados en la salud humana y en la infraestructura tecnológica de tratamiento.

La evidencia científica sugiere que abordar la contaminación por plásticos desde múltiples frentes —incluida la reducción en el origen y mejores prácticas de gestión de residuos— seguirá siendo una prioridad en las políticas públicas relacionadas con el agua y el ambiente.