Como profissionais do setor, deparamo-nos frequentemente com instalações de irrigação que apresentam sérias dificuldades devido à presença, na rede e nos equipamentos, do que é comummente designado por «oba», algas, lodo, sujidade… o que provoca obstruções nos emissores, perda de eficiência da instalação e aumento da frequência e intensidade dos trabalhos de manutenção.
O biofilme surge devido à tendência dos microrganismos para se agruparem e, se não forem tomadas medidas atempadas e com conhecimento, pode causar um problema muito grave quando parte da camada formada se desprende sob a forma de lâminas ou grumos com capacidade de obstruir o interior das condutas, podendo chegar a obstruir toda uma rede de emissores de forma definitiva e irreversível na maioria dos casos, colocando em risco a cultura. Nesse momento, disparam todos os alarmes e o agricultor começa a tomar consciência da gravidade do problema.
Mas… O que é o biofilme?
O biofilme é uma camada de matéria orgânica, geralmente de cor escura e de textura gelatinosa, formada por colónias de microrganismos associados e organizados que revestem as superfícies, geralmente em contacto com a água ou com um elevado grau de humidade. Frequentemente, estas colónias captam sedimentos minerais e sais dissolvidos que integram a sua estrutura.
De acordo com a Agência Espanhola de Segurança Alimentar e Nutrição (AESAN), as biofilmes são definidas como «Comunidades complexas de microrganismos que crescem imersos numa matriz orgânica polimérica produzida por si próprios e aderida a uma superfície, viva (biofilme da mucosa) ou inerte, e que podem ser constituídas por uma única espécie microbiana ou por um leque de espécies diferentes.»
Não devemos confundir o biofilme com o briozoo. O biofilme é constituído principalmente por colónias de bactérias associadas entre si. O briozoo forma-se através do agrupamento de organismos mais complexos e de maior dimensão (até 0,5 mm) que se estabelecem em colónias, formando estolões ramificados que frequentemente ultrapassam os 30 cm, podendo obstruir grandes infraestruturas de rega.
É possível encontrar biofilme em instalações e equipamentos industriais, nas nossas casas, na superfície dos alimentos, no nosso organismo e, claro, nas instalações de irrigação.
Fases de desenvolvimento do biofilme
O processo de formação do biofilme é complexo, mas pode ser resumido em quatro etapas:
- Fixação. Adesão de microrganismos livres a uma superfície.
- Divisão. Após a adesão irreversível à superfície, inicia-se um processo de maturação, crescimento e divisão.
- Produção de exopolímero. O exopolímero é uma camada mucosa protetora que reveste a massa, reduzindo o risco de desidratação e garantindo aos microrganismos um habitat confortável e protegido de agentes externos.
- Dispersão. O ciclo biológico completa-se com uma última fase de disseminação, que consiste na libertação e dispersão de células colonizadoras que se fixarão em novas superfícies para dar início a um novo ciclo.
Que fatores favorecem a formação de biofilme?
Uma condição necessária para o desenvolvimento do biofilme é a presença de água, que fornece humidade, nutrientes e oxigénio, além de servir de veículo para a disseminação dos microrganismos colonizadores que vivem em estado livre.
Em condições favoráveis, estes organismos proliferam, aumentando a sua concentração e, consequentemente, a necessidade de se organizarem para colonizar novas áreas. As águas residuais não desinfetadas, as águas estagnadas ou provenientes de indústrias são, geralmente, águas que contêm bactérias e, por isso, constituem focos de proliferação e são propensas à formação de biofilme.
Estas são as condições que favorecem a multiplicação dos microrganismos nas nossas instalações:
Altas temperaturas: O biofilme pode formar-se a temperaturas próximas de zero graus; no entanto, o seu desenvolvimento é significativamente favorecido por temperaturas superiores a 25-30 ºC. É por isso que os meses da primavera e do verão são mais propícios ao surgimento de problemas decorrentes da presença de biofilme nas instalações de irrigação.
pH neutro: As águas de rega com valores de pH neutros ou ligeiramente ácidos (6,5 – 7) são favoráveis ao desenvolvimento deste tipo de microrganismos.
Alta oxigenação: O biofilme é constituído tanto por bactérias aeróbicas como anaeróbicas. As primeiras necessitam de oxigénio para o seu desenvolvimento e situam-se nas camadas externas do biofilme, onde existe maior contacto com o fluxo. Um bom teor de oxigénio dissolvido na água favorece o desenvolvimento das bactérias aeróbicas.
Nutrientes: A matéria orgânica presente na água de rega serve de nutriente para os microrganismos e, por isso, contribui diretamente para a sua proliferação.
Composição e rugosidade das superfícies: A composição química dos materiais em contacto com a água é um fator determinante para o desenvolvimento do biofilme. Os compostos orgânicos libertados por certos materiais plásticos favorecem o crescimento dos microrganismos, enquanto os materiais de natureza metálica, como o Aço inoxidável, oferecem maior resistência.
Uma maior rugosidade favorece a adesão, o estabelecimento e a permanência destes microrganismos.
Baixo caudal: Uma velocidade elevada da água no interior da condução de água dificulta a fixação e o estabelecimento dos microrganismos na superfície e aumenta a taxa de erosão da camada de biofilme, reduzindo a sua espessura até se atingir um ponto de equilíbrio. Em contrapartida, velocidades de fluxo baixas favorecem a adesão, o estabelecimento e a permanência, aumentando a espessura do biofilme.
Por outro lado, um aumento ocasional da velocidade do fluido pode gerar uma maior taxa de erosão e favorecer a dispersão das células, que colonizam novas superfícies.
Quais são as consequências do biofilme nas instalações de irrigação?
Se suas instalações de irrigação cumprirem estas condições, deve prestar especial atenção à presença de biofilme e tomar as medidas necessárias para que o problema não acarrete custos adicionais significativos nem represente um risco para a sua cultura.
As obstruções são a consequência final e a mais grave, mas devemos ter em conta que o biofilme também é responsável pela redução da vida útil das instalações de irrigação, provoca uma maior necessidade de manutenção dos equipamentos, gera um consumo adicional de fertilizantes e oxigénio, acelera a corrosão e, além disso, é uma fonte de agentes patogénicos para o solo, a cultura e os trabalhadores.
Em próximos artigos, abordaremos com mais pormenor esta problemática e as suas possíveis soluções.
