Cosa sono le torri di raffreddamento e perché possono diffondere la legionella / What are cooling towers and why they can spread legionella

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

L’epidemia nel bresciano è collegata alle torri di raffreddamento. Perché, e a che punto siamo con questa malattia ancora poco conosciuta.

Alla fine non c’entrano niente le fantasiose (e un po’ razziste) teorie del consigliere leghista Marco Maria Mariani sull’epidemia di legionella a Brescia. La legionella non ha a che fare con la legione straniera in Nord Africa: esiste in tutto il mondo e si chiama così perché venne identificata a una convention di veterani statunitensi, l’American Legion, nel 1977, dove infettò 182 persone e ne uccise 29. Il batterio si trovava in una torre di raffreddamento dell’impianto di condizionamento del Bellevue-Stratford Hotel. E le torri di raffreddamento delle industrie infatti sembrano le vere colpevoli anche del focolaio bresciano. Ma cosa sono, e perché sono così pericolose?

Torri di raffreddamento di una centrale nucleare nella Repubblica Ceca / Cooling towers of a nuclear power plant in the Czech Republic(Wikimedia Commons)

 Una torre di raffreddamento serve, non sorprendentemente, a raffreddare un liquido, di norma per poterlo riutilizzare allo scopo di raffreddare qualcos’altro a sua volta. L’acqua calda viene spruzzata su un pettine di lamine, dove evapora, si raffredda, viene ricondensata e riciclata. Le torri di raffreddamento più famose sono probabilmente le iconiche torri iperboloidi delle centrali nucleari, quelle specie di camini giganteschi e cicciotti inconfondibili (ma che in realtà si usano anche per altri tipi di impianti).

Ma in realtà si usano torri di raffreddamento di tutti i tipi e dimensioni nell’industria e negli impianti di condizionamento.

Al di là del suo scopo, una torre di raffreddamento è un luogo molto umido, tiepido, con una enorme superficie bagnata disponibile, e per di più ventilato. Se un malvagio scienziato dovesse inventare un dispositivo per far crescere e diffondere la legionella non potrebbe fare di meglio. Le torri di raffreddamento possono diffondere la legionellosi per chilometri. Nel 2014 le torri della centrale elettrica a carbone di Weisweiler, in Germania, diffusero la legionella nella cittadina di Jülich, a più di 10 chilometri di distanza, causando 70 infezioni e due decessi.

La legionella infatti di norma non infetta esseri umani. Il suo vero habitat sono le amebe e altri microscopici protozoi acquatici universalmente diffusi negli ambienti umidi. La strategia della legionella è starsene protetta dentro questi piccoli organismi o nelle colonie che formano: i cosiddetti biofilm, aggregati di microrganismi tenuti insieme da sostanze organiche. Un esempio di biofilm noto a tutti è la placca batterica sui denti. Robusti, privi di nemici, i biofilm di amebe e legionella brulicano felici e contenti all’interno delle torri di raffreddamento. Se però le cellule di legionellaabbandonano il biofilm e vengono trasportate dalla ventilazione della torre, possono essere respirate da qualcuno.

Finendo nei polmoni, la legionella non trova amebe. Ma i polmoni sono ricchi di cellule del sistema immunitario, i macrofagi, che per una legionella non sono poi troppo diversi dai protozoi a cui è abituata. Infettandoli scatena la malattia, nei casi più gravi una polmonite batterica assai seria e debilitante.

Che fare dunque? Può sorprendere, ma la maggior parte delle linee guida internazionali non consiglia di testare gli impianti per la presenza di legionella. È semplicemente un batterio troppo diffuso, di cui non tutti i ceppi sono infettivi e di cui non è chiaro quali meccanismi scatenino la possibilità di focolai epidemici. Circa metà delle torri di raffreddamento ospitano legionella: se fossero tutte pericolose saremmo tutti malati. Si può cercare di abbattere il rischio, però, e non è nulla di trascendentale: controllando due volte l’anno la qualità dell’acqua, utilizzando trattamenti biocidi (cloro, per esempio) per ridurre la crescita di batteri, alghe e altri organismi capaci di creare biofilm, documentare le procedure di manutenzione. In Italia i regolamenti richiedono ai comuni di creare un catasto delle torri di raffreddamento per aiutare il monitoraggio; obbligo forse non sempre rispettato.

Il problema è che in realtà sappiamo poco della legionella. Non esiste ancora un vaccino, anche se qualcosa è allo studio. In Italia ultimamente sembra in aumento, con quasi 2000 casi registrati nel 2017. Ma la legionella è difficile da diagnosticare, viene facilmente confusa con altre malattie, e l’incidenza reale della legionella non è conosciuta: aumenti o diminuzioni di casi riportati dicono di più su quanto siamo in grado di riconoscerla rispetto a quanti casi si verifichino davvero. Secondo una review pubblicata su Lancet nel 2015 i casi riportati in Usa per esempio potrebbero rappresentare meno del 5% dei casi reali. Questo significherebbe che in Italia vi potrebbero essere almeno 20.000 malati di legionella all’anno. Un problema di salute pubblica sottovalutato, quindi, su cui bisognerebbe lavorare a livello di ricerca e di prevenzione anche una volta esauriti i focolai di infezione.

ENGLISH

The epidemic in the Brescia area is connected to the cooling towers. Why, and at what point we are with this still little known disease.
In the end there is nothing to do with the imaginative (and a bit 'racist) theories of League Councilor Marco Maria Mariani on the legionella epidemic in Brescia. Legionella has nothing to do with the foreign legion in North Africa: it exists all over the world and it is called that because it was identified at a convention of American veterans, the American Legion, in 1977, where it infect 182 people and killed 29 The bacterium was located in a cooling tower of the air conditioning system at the Bellevue-Stratford Hotel. And the cooling towers of factories seem to be the real culprits of the Brescian outbreak. What are they, and why are they so dangerous?
A cooling tower serves, not surprisingly, to cool a liquid, normally to be able to reuse it in order to cool something else in turn. Hot water is sprayed onto a blade comb, where it evaporates, cools, is recondensed and recycled. The most famous cooling towers are probably the iconic hyperboloid towers of nuclear power plants, those species of gigantic chimneys and unmistakable cicciotti (but which are actually also used for other types of plants).
But actually, cooling towers of all types and sizes are used in industry and air conditioning systems.

Beyond its purpose, a cooling tower is a very humid, warm place with a huge wet surface available, and moreover ventilated. If an evil scientist were to invent a device to grow and spread the legionella could not do better. Cooling towers can spread legionellosis for kilometers. In 2014, the towers of the coal-fired power plant in Weisweiler, Germany, spread the legionella in the small town of Jülich, more than 10 kilometers away, causing 70 infections and two deaths.

In fact, legionella does not normally infect humans. Its true habitat is amoebae and other microscopic aquatic protozoa universally widespread in humid environments. The legionella strategy is protected within these small organisms or in the colonies that form: the so-called biofilms, aggregates of microorganisms held together by organic substances. An example of biofilm known to all is bacterial plaque on the teeth. Robust, without enemies, the biofilms of amoebae and legionella swarm happily and happily inside the cooling towers. But if the legionella cells leave the biofilm and are transported by the ventilation of the tower, they can be breathed by someone.

Finishing in the lungs, the legionella does not find amoebae. But the lungs are rich in cells of the immune system, the macrophages, which for a legionella are not too different from the protozoa to which it is accustomed. Infecting them triggers the disease, in the most serious cases a serious and debilitating bacterial pneumonia.

What then? It may come as a surprise, but most international guidelines do not recommend testing plants for legionella. It is simply an over-widespread bacterium, of which not all strains are infectious and of which it is unclear which mechanisms trigger the possibility of outbreaks. About half of the cooling towers are home to legionella: if they were all dangerous we would all be sick. You can try to reduce the risk, however, and it is not anything transcendental: checking the quality of water twice a year, using biocide treatments (chlorine, for example) to reduce the growth of bacteria, algae and other organisms capable to create biofilms, document maintenance procedures. In Italy, regulations require municipalities to create a cadastre of cooling towers to aid monitoring; obligation perhaps not always respected.

The problem is that we actually know little about Legionella. There is still no vaccine, even if something is under study. In Italy lately it seems to be increasing, with almost 2000 cases registered in 2017. But legionella is difficult to diagnose, it is easily confused with other diseases, and the real incidence of legionella is not known: reported increases or decreases say more on how much we are able to recognize it compared to how many cases actually occur. According to a review published in Lancet in 2015, cases reported in the US for example could represent less than 5% of real cases. This would mean that in Italy there could be at least 20,000 Legionella patients per year. An underestimated public health problem, therefore, on which research and prevention should be carried out even after the outbreaks of infection have been exhausted.

Da:

https://www.wired.it/scienza/medicina/2018/09/21/rischio-legionella-torri-raffreddamento/