L’essere umano, come ogni essere vivente, non è immune dalla presenza quotidiana di microrgani­smi. Nella normalità i microrganismi, come ad esempio la naturale flora intestinale, collaborano al mantenimento dell’equilibrio necessario per il corretto funzionamento di un organismo. Quando però le condizioni ambientali mutano in modo da aumentare la proliferazione dei microrganismi, sia che essi siano simbionti con l’essere vivente o no, si creano delle situazioni di disequilibrio che possono essere dannose per l’organismo stesso. I batteri che crescono sulle superfici sono racchiusi all’interno di biofilm.

I biofilm sono costituiti da microcolonie di cellule batteriche incapsulate in sostanze polimeriche secrete dalle cellule stesse e che agiscono da colla tra biofilm e superficie di attacco. Alla luce di tutto questo il biofilm può quindi essere considerato sia un sistema biologico, sia uno strato d’acqua disomogeneo mantenuto ancorato alla superficie solida attraverso una chimica in grado di generare fenomeni estremamente dannosi in ambito tecnologico, con elevate ricadute economiche. Se con il termine “biofilm” possiamo quindi intendere un fenomeno di tipo “biologico”, dobbiamo invece associare alle espressioni “biofouling” o “microfouling” la conseguenza diretta dell’interferenza della pellicola organica con le attività tecnologiche umane.

Il vocabolo deriva dalla terminologia utilizzata nel settore industriale dove fouling generalmente indica un deposito indesiderato di materiale sulle superfici di origine minerale, organica o, di origine biologica, in grado di innescare fenomeni di biocorrosione e di biodegradazione che possono danneggiare seriamente qualsiasi materiale metallico industriale. Gli effetti negativi della formazione del biofilm possono interessare molteplici attività industriali che utilizzano l’acqua come fluido di processo.

Per evitare ciò vengono utilizzate per il trattamento dell’acqua grandi quantità di sostanze chimiche tossiche (biocidi) che creano un forte impatto sull’ambiente nel quale vengono scaricate. Tra le varie soluzioni per ridurre l’inquinamento causato dai trattamenti chimici, una in particolare, ha visto la nascita di una nuova tecnologia – frutto della collaborazione tra ricerca e industria grazie a finanziamenti europei – in grado di garantire un reale monitoraggio della presenza e dello sviluppo del biofilm, evitando in questo modo l’uso indiscriminato dei biocidi per il trattamento dell’acqua.

Alla base del funzionamento di questa innovativa tecnica di biomonitoraggio vi è la capacità del biofilm di generare un segnale bioelettrochimico direttamente correlato alla sua crescita. L’innovativo biosensore è infatti in grado di misurare l’attività bioelettrochimica del biofilm e fornire in tempo reale una stima del ricoprimento batterico nelle tubature, permettendo di ottimizzare i trattamenti di pulizia, evitando sprechi e inutili immissioni di sostanze tossiche nell’ambiente acquatico con un considerevole abbattimento dei costi economici e ambientali.