Sistema en línea de vigilancia y alerta temprana de la contaminación bacteriana en las aguas superficiales públicas de Breda (Países Bajos)

En los últimos años, varios países de la UE han experimentado veranos más calurosos de lo habitual, mientras que al mismo tiempo las fuertes lluvias estivales han asolado varias zonas (por ejemplo, dando lugar a inundaciones en Alemania y Bélgica en julio de 2021, en Eslovenia en agosto de 2023, en Grecia, Bulgaria y Turquía en septiembre de 2023). Durante las olas de calor, las personas acuden en masa a los lagos, las orillas de los ríos y otras aguas superficiales para refrescarse. Las precipitaciones e inundaciones extremas más frecuentes e intensas, inducidas por el cambio climático, pueden desbordar las alcantarillas y las infraestructuras, como los sistemas de agua potable y de tratamiento de aguas residuales. La captación de agua y la congestión de la infraestructura de alcantarillado fuerzan el agua no tratada y las aguas residuales a los sistemas públicos de agua que afectan el agua potable o las áreas recreativas. Esto puede exponer al público a microorganismos dañinos, que representan un riesgo para la salud de enfermedades gastrointestinales, picazón u otras enfermedades. Es esencial detectar rápidamente la contaminación fecal (por la presencia de enterococos y bacterias E.coli productoras de toxinas), que es una fuerte indicación de la posible presencia de varios patógenos (incluidos virus, bacterias, parásitos), e informar al público si es seguro nadar en áreas específicas.

En Breda, las personas buscan refrescarse durante los calurosos días de verano cerca de las aguas superficiales del municipio (como los canales De Singel, Waterakkers o la playa de Belcrum), que no pueden convertirse en aguas de baño oficiales debido a la proximidad de desbordamientos de alcantarillado y tierras de producción agrícola. Sin embargo, la autoridad de Breda es responsable de la salud pública y tiene como objetivo informar al público sobre la calidad del agua en las aguas superficiales de una manera confiable y efectiva.

Los métodos microbiológicos para evaluar la calidad del agua se han basado durante mucho tiempo en la recolección de muestras y la cuantificación de los microorganismos de una muestra de cultivo. Dada la baja frecuencia de muestreo (1x/semana) y el largo tiempo de procesamiento de la muestra, las personas ya pueden haber estado expuestas al agua contaminada y haber sido infectadas en el momento en que los resultados están disponibles. Alternativamente, restringir preventivamente el acceso a agua recreativa potencialmente contaminada mientras se esperan los resultados del muestreo, puede impedir innecesariamente que el público se enfríe.

El objetivo general del seguimiento enzimático en línea y la alerta temprana en Breda es controlar la calidad microbiológica del agua de sus aguas abiertas y mitigar los impactos negativos para la salud debidos al deterioro de la calidad del agua. Más específicamente, esto incluye:

• Mejorar, acelerar y permitir una detección más frecuente de incidentes que afecten a la calidad microbiológica del agua;
• Reducir el tiempo entre la contaminación y la respuesta;
• Informar/alentar a las autoridades públicas y al público sobre la calidad del agua y las medidas restrictivas.
  
  
  
  

La ciudad de Breda comparte información actualizada sobre la calidad del agua de sus aguas superficiales que son utilizadas con frecuencia por el público para la recreación. Los mapas visualizan la información sobre semáforos basada en las normas de calidad de las aguas de baño de la Directiva sobre la calidad de las aguas de baño, es decir, verde para la calidad del agua que cumple las normas en las aguas de baño oficiales[1]; naranja para la calidad del agua que cumpla las normas en las aguas de baño no oficiales; rojo para la calidad de las aguas superficiales por debajo de las normas, lo que supone un riesgo para la salud. Para permitir una evaluación rápida y eficaz de la calidad del agua, la ciudad de Breda utiliza un sistema de seguimiento enzimático en línea, BACTcontrol[2]. Permite la detección temprana del deterioro de la calidad microbiológica del agua, permitiendo acciones preventivas y alertas tempranas para mantener la calidad microbiológica del agua y proteger la salud pública.

El sensor BACTcontrol toma muestras continuamente en el agua y las analiza in situ para detectar la presencia y actividad de enzimas específicas de E. coli, coliformes, enterococos y bacterias en general, como indicador de la presencia de contaminación bacteriana. El sistema transmite los datos medidos en línea a una plataforma de datos, donde las autoridades locales de la ciudad pueden consultar, revisar y traducir la información. Si se superan las concentraciones umbral, las notificaciones de advertencia y los cambios de información sobre semáforos se intercambian con el público a través de un sitio web público. Si las concentraciones microbianas reducen y vuelven a cumplir los estándares de calidad de las aguas de baño, el sistema permite una rápida eliminación del mensaje de advertencia al público. El muestreo físico de agua y el análisis de laboratorio o móvil complementan el sistema de monitoreo enzimático en línea después de que este último haya dado un mensaje de advertencia para una mayor investigación y evaluación de la contaminación.

[1] Dado que no hay aguas superficiales que puedan convertirse en aguas de baño oficiales en la ciudad, la luz verde no se asigna en Breda.

[2] Fabricado por microLAN, Países Bajos

La implementación del sistema de monitoreo de la calidad del agua y alerta temprana involucra a varias partes interesadas, incluidas las autoridades públicas en la gestión del agua, la salud pública y el ocio, los reguladores locales (es decir, a nivel de ciudad) y nacionales, así como las partes interesadas de la investigación y del sector privado. La autoridad regional del agua (WaterschapBrabantse Delta)en colaboración con Aquon es responsable de la recopilación de datos, mientras que la ciudad de Breda se centra en el procesamiento y la divulgación de datos. Si bien la tecnología BACTcontrol fue desarrollada por la empresa privada microLAN y el plan de medición por la empresa privada Partners4Urbanwater, la participación de las autoridades de gestión del agua y de salud pública en la ciudad de Breda[1] contribuyó al desarrollo y la implementación exitosos del sistema operativo integral.

[1] El sistema también se implementó y probó en otras ciudades, incluida Ámsterdam (Países Bajos).

El sistema BACTcontrol permite un análisis rápido (1-2 horas) y requiere un trabajo manual limitado, que puede llevarse a cabo en el lugar de muestreo en contraste con los métodos microbiológicos convencionales que requieren cultivos cultivados en laboratorio (24-48 horas). Esto da como resultado mensajes de advertencia casi en tiempo real en caso de contaminación, lo que contribuye a la prevención de riesgos para la salud.

El sistema cuesta alrededor de 85 000 EUR al año. Esto incluye el coste anual de funcionamiento del sensor BactControl entre mayo y septiembre (temporada de baño) de alrededor de 30 000 EUR. El muestreo y el análisis de laboratorio requeridos para la contaminación microbiológica que complementan las mediciones enzimáticas in situ cuestan alrededor de 20 000 EUR anuales. Los costes anuales de gestión del sitio web público con mensajes de advertencia e información sobre la calidad del agua ascienden a 10 000 EUR, mientras que otros 25 000 EUR deben asignarse al análisis de datos, el seguimiento de las políticas y las instrucciones de trabajo.

A nivel macro, la velocidad y accesibilidad del monitoreo en línea y la alerta temprana para la contaminación bacteriana en aguas públicas previenen costos sociales y ambientales significativos al proteger la salud pública contra las enfermedades transmitidas por el agua. El sistema de monitoreo en línea proporciona a las autoridades públicas información continua sobre la calidad del agua de las aguas superficiales, lo que les permite emitir mensajes de calentamiento oportunos. Se espera que el cambio climático aumente la frecuencia de los incidentes que comprometen la calidad del agua superficial, por lo que las autoridades de salud pública, los servicios públicos de agua, los municipios y los administradores de recreación pueden prevenir costos sociales y ambientales significativos al estar preparados para detectar rápidamente los riesgos microbiológicos y responder a los problemas de calidad del agua.

La legislación vigente, como la Directiva europea sobre las aguas de baño, regula la calidad del agua en las aguas de recreo. Dado que el control enzimático en línea es una tecnología en desarrollo, actualmente no está regulado ni es obligatorio en virtud de los marcos reglamentarios existentes para las aguas de baño.

La finalización de las pruebas y la validación del sistema de monitoreo enzimático y alerta temprana lleva varios meses.

En el futuro, el sistema de vigilancia y alerta temprana en línea seguirá siendo muy pertinente para las partes interesadas que participan en la gestión del agua y la salud pública. Teniendo en cuenta el calentamiento y el aumento proyectado de las inundaciones, las autoridades responsables de la gestión de la calidad del agua superficial dependerán cada vez más de las herramientas de monitoreo para gestionar la contaminación microbiológica y los sistemas de alerta temprana para proteger la salud humana. Muy específicamente, el sensor BACTcontrol está desarrollado para requerir un mantenimiento limitado y para funcionar desatendido durante varios meses. El portal asociado que emite el sistema de alerta temprana para el público requiere actualizaciones periódicas.

Bas Hoefeijzers, adviseur stedelijk water- en klimaatadaptatiebeleid, baj.hoefeijzers@breda.nl

Jeroen Langeveld, Consultant at Partners4UrbanWater, Jeroen.langeveld@urbanwater.nl

Joep Appels and Jesse Smit, microLAN, joep.appels@microlan.nl, jesse.smit@microlan.nl