NanoTheCAba: l'impianto che ripulisce l'acqua dai batteri resistenti agli antibiotici
Esistono batteri che causano infezioni agli esseri viventi che sono capaci di vivere indisturbati nelle acque nonostante la presenza dei farmaci che dovrebbero debellarli. Non solo: possono trasferire questa resistenza ad altri batteri, rendendo le cure meno efficaci e creando un problema per l’intero ecosistema. Il progetto NanoTheCAba, finanziato dall’Unione Europea, ha sviluppato un impianto pilota che usa tecnologie innovative per depurare l’acqua: sistemi avanzati di filtrazione e reazioni chimiche che rimuovono e distruggono i contaminanti, contribuendo a contrastare l’antibiotico-resistenza alla fonte.
Il problema dell’antibiotico-resistenza non è una novità e riguarda molti aspetti della nostra vita, tra cui l’acqua. Studiare le misure utili per abbattere questo fenomeno ci permetterebbe di garantire acqua più sicura a tutta la popolazione.
Il problema nasce dai batteri, creature di grande adattabilità, che possono crescere e riprodursi anche in acque contaminate da antibiotici, ovvero quei farmaci pensati proprio per eliminarli.
Alcuni sviluppano mutazioni e geni che consentono loro di resistere all’azione degli antibiotici. Non solo: possono trasmettere questa capacità ad altri batteri, in un processo che, se non limitato, può estendersi in modo incontrollato.
I batteri antibiotico-resistenti, pertanto, non sono solo un problema per la loro maggiore resistenza ai trattamenti sanitari, ma anche per la loro capacità di moltiplicarsi e propagare questa resistenza ad altri microrganismi attraverso il trasferimento di specifici geni di antibiotico-resistenza.
Consapevole della problematica, chi fa ricerca applica tutti i mezzi disponibili per individuare i cosiddetti “hotspot di resistenza”, ovvero i luoghi in cui questo fenomeno risulta più accentuato. Tra questi, troviamo siti prevedibili, come gli scarichi degli ospedali e delle industrie farmaceutiche.
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Tuttavia, non sono trascurabili neanche gli allevamenti e le aziende agricole: ad esempio, gli animali allevati vengono trattati con gli antibiotici per prevenire infezioni, che poi ritroviamo nelle loro deiezioni e successivamente nel letame usato come fertilizzante. Dai campi, a seguito del dilavamento del suolo, i farmaci raggiungono corsi d’acqua e falde acquifere che diventano veri e propri serbatoi di microrganismi resistenti.
Per studiare e cercare di risolvere la problematica, l’Europa ha messo sul tavolo risorse importanti per progettare strategie e abbattere l’antibiotico-resistenza nelle acque. Tra i progetti finanziati c’è NanoTheCAba, coordinato dall’Università di Torino e proposto da un consorzio internazionale composto da due enti di ricerca, due università e un’azienda.
Il suo scopo è progettare soluzioni in grado di rimuovere dalle acque i contaminanti (inclusi i batteri antibiotico-resistenti) tramite processi di filtrazione e ossidazione avanzata, integrati in un impianto pilota pensato secondo i principi dell’economia circolare (vedi figura qui sotto).
Nello schema viene evidenziata l’interconnessione tra due cicli: quello azzurro dell’acqua, che viene progressivamente trattata, e quello verde dei materiali, che vengono recuperati e riutilizzati alla fine del loro ciclo produttivo per costruire un reattore capace di rimuovere tutti i contaminanti con grande efficacia.
L’impianto pilota, progettato per trattare 35 litri di acqua contaminata alla volta, combina diversi tipi di filtri: membrane di materiale ceramico altamente resistente a base di carburo di silicio e membrane polimeriche commerciali altamente selettive per i processi di micro, ultra e nanofiltrazione. Questo significa che, utilizzando filtri di dimensioni sempre più piccole, è possibile trattenere e accumulare batteri, i loro frammenti e le molecole organiche contaminanti, fino a rilasciare acqua pura.
Dopo aver separato i contaminanti, l’impianto interviene sfruttando la presenza di materiali ossidici, cioè elementi combinati con ossigeno, che per riscaldamento attivano reazioni chimiche molto efficaci. Queste reazioni riescono a “spezzare” e degradare molecole organiche complesse, inclusi residui di antibiotici e frammenti di DNA contenenti geni di resistenza.
In questo modo, l’impianto non si limita a filtrare l’acqua a seguito dei processi di filtrazione, ma abbatte i contaminanti in modo estremamente efficace, eliminando il problema dell’antibiotico-resistenza già durante la fase di depurazione delle acque.
I progetti di ricerca europei come NanoTheCAba sviluppano tecnologie innovative per mettere a servizio della comunità le conoscenze sviluppate in ambito chimico e di scienza dei materiali. Rimuovere e degradare contaminanti e batteri, garantire acqua pulita: un approccio integrato e sostenibile può contribuire concretamente a proteggere le risorse idriche e la salute pubblica.
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