Crecimiento bacteriano en las redes de distribución de agua potable: una revisión bibliográfica

[ES] Los sistemas de almacenamiento y distribución de agua potable constituyen un ambiente propicio para el desarrollo bacteriano; el flujo de agua favorece el transporte de nutrientes y bacterias, mientras que las paredes de las tuberías y las partículas presentes en el agua pueden servir de superficie de crecimiento para las bacterias. En este artículo se realiza una revisión de los diferentes métodos propuestos para evaluar el contenido de materia orgánica de un agua, como factor limitante del crecimiento bacteriano en las redes de abastecimiento. Se describe el fundamento de los métodos analíticos, el proceso de formación y desarrollo de la biopelícula en los sistemas de abastecimiento, el efecto de los desinfectantes sobre el crecimiento microbiano y la influencia de los materiales de las tuberías sobre el desarrollo de la biopelícula.Knobelsdorf Miranda, J.; Mujeriego Sahuquillo, R. (1997). Crecimiento bacteriano en las redes de distribución de agua potable: una revisión bibliográfica. Ingeniería del Agua. 4(2):17-28. https://doi.org/10.4995/ia.1997.2719SWORD172842Bishop, P.L. y Rittmann, B.E. (1995) Modelling heterogeneity in biofilms: report of the discussion session. Wat. Sci. Tech., 32, 8, 263-265Characklis, W.G. (1988) Bacterial regrowth in distribution systems. AWWA Research Foundation and AWWA, Denver.Characklis, W.G. y Marshall, K. (1990). Biofilms: a basis for an interdisciplinary approach. Characklis, W.G. y Marshall, K.C. (Eds.), Biofilms. John Wiley & Sons, Inc., New York.Clark, R.M., Lykins, B.W., Block, J.C., Wymer, L.J. y Reasoner, D.J. (1994) Water quality changes in a simulated distribution system. Aqua, 43, 6, 263-277.Colbourne, J.S., Trew, R.M. y Dennis, P.J. (1988) Treatment of water for aquatic bacterial growth studies. J. Appl. Bacteriol., 65, 79-85.Costerton, J. W. (1993) Bacterial transport, biofilms and bioremediation. 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Diseño y construcción de un reactor de biopelícula adherida a carriers en lecho fluidizado con coagulación para la evaluación de su rendimiento en la remoción de DBO5 y DQO en aguas residuales domésticas del distrito de Mollendo – Islay.

Esta investigación aborda el tema del tratamiento de aguas residuales con la tecnología de bio película adherida, realizando en la investigación el diseño de un módulo experimental y evaluando el rendimiento de remoción de dicha tecnología en este tipo de aguas residuales domesticas en la localidad de Mollendo, Islay en el departamento de Arequipa, lugar donde en la actualidad no existe una planta depuradora de aguas residuales. El objetivo principal de esta investigación fue evaluar el rendimiento de remoción de la DBO5 y DQO del agua residual municipal, diseñando un módulo experimental basado en tecnología de bio película adherida a carriers. La metodología empleada tuvo un enfoque cuantitativo, de alcance descriptivo. El desarrollo de la teoría se basó en la revisión de documentación académica especializada referente al tema. De acuerdo con el análisis realizado y las distintas interpretaciones, se concluye que el rendimiento de remoción es directamente proporcional al tiempo de residencia hidráulica (TRH), y en cuanto a la concentración de coagulante (C) no necesariamente es directamente proporcional, ya que la concentración efectiva no siempre es directamente proporcional a la cantidad de coagulante aplicado, sino hasta que la desestabilización de cargas llegue a su punto más óptimo. Según el modelo experimental empleado, la región optima de rendimiento para los parámetros analizados en la remoción de la DBO y la DQO, están en un rango de 6.5 horas a 7.8 horas en cuanto al tiempo de residencia hidráulica (TRH) y para la concentración de coagulante va desde 53.1 mg/Lt a 64 mg/Lt. En el módulo experimental diseñado de tecnología de biofilm adherido a carriers, que consta de un reactor biológico de 52.5 Lt, con soportes o carriers del tipo

Eficacia antimicrobiana de la plata coloidal en comparación con el gluconato de clorhexidina para el control de biopelícula de unidades dentales; 2013

Las bacterias existen en la naturaleza bajo dos formas o estados: bacteriasplanctónicas (de libre flotación) y bacterias biofilm o de biopelícula (en colonias demicroorganismos sésiles). Desde los tiempos de Koch, bacteriólogos y clínicos sehan abocado al estudio de los gérmenes planctónicos, libremente suspendidos, ydescritos en base a sus características de desarrollo en medios de cultivoadecuados, esto se ha debido entre otras razones, al hecho de que lainvestigación de las biopelículas bacterianas es singularmente más difícil queaquélla respecto a las bacterias planctónicas. Desafortunadamente, este enfoquecentrado en el desarrollo de estas últimas en cultivos de laboratorio, una condiciónque tiene escasa relación con los ambientes microbianos verdaderos, ha limitadola comprensión respecto a las interacciones entre bacterias y huéspedesEn países sudamericanos no existen directrices similares. En México, la NormaOficial Mexicana 013 de la Secretaría de Salud (NOM013-SSA) no estableceniveles mínimos aceptables para el control de la calidad bacteriológica del agua delas unidades dentales, aunque propone que para eliminar la biopelícula “se debenpurgar las mangueras de la pieza de mano y jeringa triple, 3 minutos al inicio ytérmino del día y 30 segundos entre cada paciente”19. Sin embargo, laOrganización para la Seguridad, Asepsia y Prevención (OSAP), ha puntualizadoque la efectividad de la purga mecánica no está bien sustentada por la literaturacientífica y que aunque puede reducir temporalmente el número demicroorganismos suspendidos en las líneas de agua dental, no hay un efectopredecible sobre las biopelículas adherentes, por lo que es preciso pensar en laadición de un antimicrobiano en los reservorios independientes de agua de lasunidades dentales que junto con el arrastre mecánico producido por la purga, enteoría proporcionaría una disminución del recuento total de bacterias existentes enel mismo20. El presente trabajo de investigación, toma dicha propuesta

Evaluación del proceso de estabilización del pH del agua tratada del río Cauca

En los procesos de tratamiento para la potabilización se utilizan productos químicos que consumen alcalinidad, generando una reducción del pH que hace necesario realizar el ajuste o estabilización del pH del agua tratada desde la planta de tratamiento mediante la adición de un alcalinizante, permitiendo la formación de una película controlada de carbonato de calcio CaCO3, que disminuye los problemas asociados a la distribución del agua como corrosión, agresividad e incrustación. Dentro de las técnicas de evaluación del proceso de estabilización del pH, los índices son el método más económico y sencillo de realizar desde las plantas de potabilización, permitiendo predecir el comportamiento del agua en el Sistema de Distribución del Agua SDA; sin embargo, al no existir un solo índice aplicable universalmente, es necesario conocer las aplicaciones y limitaciones de cada uno para su correcta aplicación. Uno de los métodos de control del proceso de estabilización del pH más empleado para la generación de la película sólida de carbonato de calcio en el SDA la cual es generada a partir de los iones carbonato y el calcio provenientes del agua, adicionando alcalinizantes que modifican la calidad química del agua; la selección del alcalinizante más adecuado depende de aspectos técnicos, económicos y de salud ocupacional. Esta investigación tuvo como propósito evaluar el proceso de estabilización del pH del agua tratada del río Cauca mediante tres etapas: identificación de los índices y métodos de mayor aplicabilidad para el control del proceso, la determinación de los índices y la evaluación a escala de laboratorio con cal hidratada, hidróxido de sodio, bicarbonato de sodio y carbonato de sodio. En la primera etapa se realizó una revisión conceptual de cada uno de los índices y métodos de mayor aplicación reportados en la literatura, clasificándose en 2 tipos (cualitivativos y cuantitativos). Los cualitativos se agruparon en: 1)Tendencia a precipitación de carbonato de calcio (Índice Saturación de Langelier ISL, Índice de Fuerza de Conducción de Mc Cauley IFC, Potencial de Precipitación de Carbonato de Calcio PPCC) siendo útiles inicialmente para proporcionar las condiciones de sobresaturación; 2) Tipo de tubería (Índice de Agresividad IA, Índice Relación de Larson RL, Índice de Estabilidad de Ryznar IER) aplicados en materiales de asbesto cemento AC, hierro y acero; 3) Aplicación directa en el SDA (Índice Relación de Larson Modificado RLM, Índice de Corrosión de Riddick ICR) que consideran variables como tiempo de retención hidráulico, dióxido de carbono CO2, sodio, nitratos, oxígeno disuelto OD y silicatos; los modelos cuantitativos fueron los Diagramas de Caldwell Lawrence modificados y el Método de Mojmir Mach, que utilizan gráficos que determinan el equilibrio de saturación del CaCO3 y la agresividad del agua, requiriendo de software especializado para su aplicación. En la segunda etapa se recopiló y procesó la información histórica del agua tratada del Río Cauca para el periodo 2010 2012 y se realizaron seis jornadas de muestreo y caracterización de las variables fisicoquímicas que influyen en el proceso de estabilización del pH y permiten la determinación de los índices seleccionados a partir del análisis de la etapa anterior (ISL, IFC, PPCC, IA, RL e IER), encontrándose que dado que no existen un índice universal, es recomendable utilizar al menos un índice que proporcione información sobre la tendencia de precipitación de carbonato de calcio y otro que represente el comportamiento del agua cuando entra en contacto con el tipo de material de tubería predominante en el SDA; además de continuar promoviendo la renovación de tuberías en el SDA de la ciudad de Cali por PVC, ya que es un material altamente resistente a agentes químicos y propicio para asegurar la calidad del agua potable en la distribución, mientras que el AC y el hierro favorecen los procesos de lixiviación de metales. En la tercera etapa se identificaron los tipos de alcalinizantes utilizados para el proceso de estabilización del pH, los cuales incluyen la neutralización con una base fuerte (cal hidratada y soda cáustica) y la neutralización con una sal (Na2CO3, NaHCO3 y CaCO3). Se realizó un análisis comparativo de la aplicación de los diversos alcalinizantes en términos de aspectos técnicos, económicos y de salud ocupacional mostrando las ventajas y limitaciones de cada uno, concluyendo que todos los alcalinizantes tienen potencial de ser usados para el proceso de estabilización del pH y su selección depende de aspectos como la calidad del agua cruda, tipo de procesos de tratamiento empleados previamente, la disponibilidad en el sitio, costos, complejidad, etc. De acuerdo con lo anterior, en la evaluación a escala de laboratorio se evaluaron cal hidratada, hidróxido de sodio, bicarbonato de sodio y carbonato de sodio con concentraciones de aplicación al 1% y 4%. Los resultados de esta etapa permitieron identificar que para aguas con baja alcalinidad como las del río Cauca, la cal hidratada y el hidróxido de sodio con dosis de aplicación entre 6 8mg/L y 8 10mg/L, respectivamente, generan aguas con tendencia a precipitar la película de carbonato de calcio y condiciones de agua no agresiva para las tuberías de asbesto cemento en el SDA de la ciudad de Santiago de Cali, de acuerdo a los índices ISL, IFC, PPCC e IA. Las principales variables operacionales del proceso de estabilización para el agua tratada del río Cauca como pH deben permanecer entre 8.8 9.4 unidades; sin embargo, dichos alcalinizantes no logran obtener valores de alcalinidad total adecuados que brinden mayor capacidad para neutralizar ácidos y evitar la disminución del pH en el SDA. Aunque el carbonato de sodio y bicarbonato de sodio no exceden la concentración de sodio máxima permitida, este último no se recomienda para el agua tratada del río Cauca pues al mantenerse en pH <8.0 unidades, no permite obtener resultados adecuados para la estabilización del pH. Dosis de carbonato de sodio superiores a 130mg/L generan resultados adecuados en términos de los índices ISL, IFC, PPCC, IA e RL, manteniendo las variables de pH entre 8.6 9.0 unidades y alcalinidad total entre 85-125mgCaCO3/L. El análisis estadístico permitió identificar que los índices de estabilización ISL, IFC, PPCC, IER, IA y RL, no presentan diferencias significativas con la aplicación de concentración de solución al 1% o 4% para la cal hidratada y el hidróxido de sodio; mientras que para el bicarbonato de sodio y carbonato de sodio, no existen diferencias significativas para la concentración de solución al 1%, pero sí para el 4%, presentando mejores resultados el carbonato de sodio. De acuerdo con los resultados de esta investigación, es recomendable utilizar varios índices para realizar un mejor control del proceso de estabilización, los cuales incluyan aspectos relacionados tanto con el ajuste del pH como con el tipo de material de la tubería; adicionalmente, se deben mejorar las condiciones de estabilización del pH manteniéndolo en concentraciones iguales o superiores al pH de saturación (pHs: 8.7 9.0 unidades) y a la alcalinidad de equilibrio (Alkeq: 27.3 36.7 mgCaCO3/L), lo que indica la necesidad de revisar la normatividad colombiana vigente sobre agua potable ya que, aunque el agua del río Cauca tratada en las plantas de tratamiento de Puerto Mallarino y Rio Cauca cumple con la misma en términos de pH y alcalinidad total, los índices aplicados clasifican esta agua como insaturada con tendencia a la corrosión en el sistema de distribución. Es recomendable continuar evaluando otras alternativas que proporcionen valores adecuados de alcalinidad total y pH como incrementar la alcalinidad desde la fuente de abastecimiento, cambiar el tipo de coagulante o aplicar coagulación mejorada, evaluar diversos materiales filtrantes que incluyan carbonato de calcio, mezcla de alcalinizantes o bases fuertes con adición de dióxido de carbono

Insectos asociados a biomodelos simulando cuatro condiciones de hallazgo de cadáveres.

RESUMEN: Existen factores que inciden para que los insectos puedan colonizar un cuerpo en descomposición; entre ellos los factores abióticos como la temperatura, la humedad, la velocidad del viento, las características geográficas entro otras, también las condiciones en que se encuentre el cadáver como expuesto a la intemperie, dentro de una bolsa plástica, envuelto en materiales textiles, enterrado, calcinado, sumergido en agua, etc., así como también los factores bióticos como las especies de fauna entomológica y la flora de un sitio en particular y finalmente, la accesibilidad de los insectos al cuerpo sin vida. Estos componentes impactan los arribos, la riqueza, la diversidad, y la sucesión de las especies de insectos que se encuentran en el cadáver. Por tal motivo, se planteó simular las condiciones en las que un cadáver puede ser encontrado. El objetivo general del estudio fue generar información taxonómica de insectos necrófagos en biomodelos (Sus scrofa) simulando condiciones de hallazgo de cadáveres expuestos a la intemperie, sumergidos en agua, encajonados en madera y en bolsas de plástico. El estudio se efectuó en “Las Presas Gemelas” en Marín, Nuevo León, con cabezas de cerdo como biomodelos, semanalmente fueron colectadas muestras entomológicas de los biomodelos, registrando el estado de descomposición y las variables ambientales. El material biológico colectado se trasladó al Laboratorio de Entomología y Artrópodos, de la Facultad de Ciencias Biológicas para su identificación y proceso curatorial, se elaboró una base de datos que fueron analizados mediante índices ecológicos y estadística no paramétrica. Durante el estudio los biomodelos desarrollaron periodos diferentes de descomposición, por efecto de las variables ambientales. Debido a lo anterior los arribos de insectos a las diferentes condiciones de biomodelos, la riqueza, y diversidad de especies, así como también la colonización y sucesión de insectos, fueron aspectos que resultaron afectados por las diferentes variables ambientales que se presentaron a lo largo del estudio, por lo que es importante tomarlas en cuenta al momento de llevar a cabo estimaciones de tiempo post mortem (IPM). ABSTRACT: There are factors that influence so that insects can colonize a decomposing body; among them, the abiotic factors such as temperature, humidity, wind speed, geographical characteristics among others, also the conditions in which the corpse is found as an element in the open, inside a plastic bag, wrapped in materials textiles, buried, calcined, submerged in water, etc., as well as biotic factors such as species of entomological fauna and the flora of a site in part and finally, the accessibility of insects to the body without life. These components impact the arrivals, the richness, the diversity and the succession of the species of insects found in the corpse. For this reason, the same conditions were raised in which a corpse can be found. The general objective of the study was to generate taxonomic information of necrophagous insects in biomodels (Sus scrofa) simulating conditions of corpses exposed to the weather, submerged in water, encased in wood and in plastic bags. The study was carried out in "Las Presas Gemelas" in Marín, Nuevo León, with pig heads as biomodels, weekly entomological samples of biomodels were collected, recording the state of decomposition and environmental variables. The biological material collected was transferred to the Laboratory of Entomology and Arthropods, of the Faculty of Biological Sciences for its identification and curatorial process, a database was elaborated that were analyzed by ecological indexes and non-parametric statistics. During the study, biomodels developed different periods of decomposition, due to the effect of environmental variables. Due to the above, the arrival of insects to the different conditions of biomodels, the richness, and diversity of species, as well as the colonization and succession of insects, were aspects that were affected by the different environmental variables that occurred along the study, so it is important to take them into account when carrying out post-mortem time estimates (IPM)

Análisis de la comunidad bacteriana presente en sistemas de filtración lenta en arena adicionados con diferentes metales.

RESUMEN: Debido a la magnitud de los problemas de salud asociados a la ingesta de agua contaminada por población rural, se requiere implementar nuevas estrategias para reducir enfermedades derivadas, principalmente gastrointestinales. La filtración lenta en arena es económica y de fácil mantenimiento. Para reducir contaminantes y microorganismos enteropatógenos presentes en agua, se evaluó este sistema en combinación con acero, cobre o latón. Se construyeron e implementaron cuatro filtros a nivel laboratorio, cuya efectividad se midió en base a parámetros fisicoquímicos y microbiológicos (cuantificación de coliformes totales y fecales usando la técnica del número más probable –NMP-) antes y después de la filtración. Los sistemas de filtración evaluados redujeron de forma efectiva los contaminantes químicos y microbiales. Se analizó la comunidad microbiana presente en el schmutzdecke, mediante la amplificación del gen 16S rRNA para procariotas mediante la plataforma MiSeq de Illumina y las secuencias obtenidas se analizaron con el programa bioinformático QIIME. Después se analizó el efecto que tienen los distintos metales en el rendimiento y en la composición de la comunidad bacteriana presente en cada filtro. La adición de los metales no tuvo un efecto significativo (P > 0.05) en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos analizados, pero se observaron diferencias entre la composición de la comunidad bacteriana en el filtro con latón y los otros. Creemos que la instalación de un sistema de filtración lenta en arena a mayor escala, localizado antes de asentamientos humanos, ayudará a reducir las enfermedades gastrointestinales y por ingestión de agua contaminada entre la población rural. ABSTRACT: The magnitude of health problems associated with water quality has prompted to find new strategies to reduce mainly gastrointestinal diseases among inhabitants settle in rural areas that dink contaminated water. The slow sand filtration is the most recommended water treatment strategy for rural areas, because is economic and requires low maintenance. To reduce contaminants and enteropathogenic microorganisms present in water, a slow sand filtration system was evaluated in combination with steel, copper or brass. Four laboratorygrade filters were constructed and implemented, whose effectiveness was measured based on physicochemical and microbiological (quantification of total and fecal coliforms using the most probable number -NMP- technique) parameters, before and after filtration. The microbial community present in the schmutzdecke, was analyzed by amplifying the prokaryotes 16S rRNA genes by using the Illumina MiSeq platform. Obtained sequences were analyzed with the QIIME bioinformatic program. The evaluated filtration systems effectively reduced chemical and microbial contaminants. After the yield and composition of the bacterial community present in the schmutzdecke of each filter and metal combination was analyzed, results demonstrated that the addition of metals did not have a significant effect (P> 0.05) on the analyzed physicochemical and microbiological parameters. Nevertheless, differences between the bacterial communities compositions in the brass filter versus all other tested were observed. We believe that the installation of a slower sand filtration system, located before human settlements, will help to reduce contamination- and gastrointestinal-related diseases among the rural inhabitants

Automatización y modernización al sistema de sanitización de la planta de tratamiento de agua de la unidad de hemodiálisis Hospital C.A.S.E. ESSALUD

La calidad y pureza del líquido de diálisis son los principales requisitos de la técnica de hemodiálisis, ya que es un elemento fundamental para este tratamiento, tan importante como el dializador y la máquina de hemodiálisis. Por lo tanto, la presencia de algún contaminante en el líquido expone al paciente a un riesgo de acumular sustancias toxicas, dando lugar a complicaciones tanto agudas como crónicas; mantener la calidad de purificación del agua es un proceso muy necesario, porque la sangre del paciente sometido a este tratamiento se pone en “contacto” con aproximadamente 1440 – 2400 litros de agua purificada al mes. Por tanto, es necesario en primera instancia minimizar el riesgo de contaminantes químicas y microbiológicas del agua purificada en la Planta de Tratamiento. En este contexto el hospital de Essalud CASE y a su vez, la unidad de hemodiálisis cuenta con máquinas de soporte vital para sus pacientes las mismas que requieres de un constante y continuo suministro de agua (sistema por osmosis inversa). Esto conlleva a un proceso complejo y cuidadoso para procesar agua y distribuirlo por medio una red de tuberías dicho vital elemento. Es así que el crecimiento microbiológico en un sistema de agua presenta dos problemas: No sólo reduce la calidad del agua, sino que, al dejarse desatendido, el problema puede “crecer” reduciendo la performance y la vida del sistema. El crecimiento bacteriano puede provocar el decrecimiento en el flujo del agua producto, una disminución de la presión dinámica y puede contribuir a la corrosión de tuberías y alojamientos. El sistema de tuberías de distribución de agua requiere de un mantenimiento y desinfección (sanitización) contante y periódico, el cual, por ser de forma manual y iv mecánica, conlleva a posibles y potenciales accidentes de trabajo; ya que para este procedimiento los operarios (técnicos biomédicos) hacen uso de desinfectantes, desincrustantes y diferentes ácidos. Se propone una solución mediante el diseño de un sistema automático y controlado para el proceso de sanitización en base a un Controlador Lógico Programable (PLC) de la marca SIEMENS, una Interfaz Máquina Humano (HMI) y diferentes sensores y actuadores electrónicos de uso industrial todo esto para el control de las diferentes etapas que conlleva dicho proceso. El sistema será controlado y supervisado mediante el HMI en el cual el operario podrá introducir y/o cambiar diferentes datos del sistema; (tiempos de recirculación, de reposo, de enjuague y pH optimo que desee). Para un estudio del análisis dinámico de la planta se tomará como base un modelo (en función de transferencia) desarrollado en otro trabajo de investigación. Este modelo sirvió para analizar los componentes de la plata de tratamiento de agua al producirse cambios en las variables de estrada del sistema, como son presión, PH y observar el comportamiento en las variables de salida flujo y conductividad. Palabras claves: Sanitización, liquido de diálisis, osmosis inversa, controlador lógico programable, interfaz máquina humano, conductividad.Tesi

Optimización de la planta de tratamiento de agua potable de ciudad de Chambo

Optimización de la planta de tratamiento de agua potable de la ciudad de Chambo, ubicada en el sector El Mirador. El método experimental y técnica de análisis fueron empleadas en este trabajo de investigación, para lo cual se realizó caracterizaciones físicas, químicas y microbiológicas, tanto a la entrada y salida de cada etapa del proceso de tratamiento, y pruebas de dosificación de Policloruro de Aluminio; las pruebas se efectuaron en Laboratorio de Control de Calidad de Universidad Nacional de Chimborazo. Para dosificar el Policloruro de Aluminio se diseñó un mezclador hidráulico en Vertedero Rectangular, el mismo que tiene un ancho de 0,40 m, una altura de 1 m, un largo de 2,06 m, el agua con el químico saldrá del mezclador, pasará inmediatamente a los floculadores hidráulicos de flujo horizontal, los mismos que serán de 11,85 m de largo interior, cada floculador tendrá 3 m de ancho, 36 bafles de cemento de 3 cm de espesor, cada bafle tendrá un ancho 2,50 m. Diseñando el mezclador en vertedero rectangular, floculadores hidráulicos de flujo horizontal y dosificando correctamente el Policloruro de Aluminio se aumentará la eficiencia sedimentando un 70%. Se realizó una redistribución de la grava en los prefiltros, y mantenimiento correctivo de cada una de las etapas del proceso de tratamiento. Concluyendo que las alternativas de mejora para el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua potable, aumentarán la eficiencia de sedimentación en 70%, la redistribución de la grava aumentará la eficiencia de prefiltración en 80%, la ejecución del plan de mantenimiento de cada una de las etapas disminuirá los fosfatos que exceden la norma. Se recomienda implementar el estudio realizado para mejorar la eficiencia de la planta de tratamiento de agua potable, brindando un servicio de calidad a la ciudadanía Chambeña

Fallas en Redes de Distribución y Eficiencia de la Ampliación del Sistema de Agua Potable: Pólvora – Tocache - 2020

La presente investigación se planteo como problema general: ¿Cuál es resultado de la evaluación de las fallas en redes de distribución y la eficiencia en la ampliación del sistema de agua potable, centro poblado Pólvora – Pólvora – Tocache - San Martín 2020?, cuyo objetivo general fue: Establecer la relación entre las fallas en redes de distribución y la eficiencia en el sistema de agua potables en el centro poblado Pólvora - Pólvora– Tocache- San Martín, 2020 y la hipótesis general fue: Existe una relación significativa entre las fallas en redes de distribución y la eficiencia del sistema de agua potables en el centro poblado Pólvora - Pólvora– Tocache- San Martín, 2020. El método general de investigación fue el científico, tipo aplicada descriptivo correlacional, diseño no experimental, la población estuvo conformada por las redes de distribución del sistema de agua potable el cual beneficiarios a 744 instalados en 229 viviendas, la muestra probabilística esta conformad por 119 usuarios. Producto de la investigación se concluye que: De la evaluación de las fallas de redes de distribución, se cuenta con 300 ml. de redes de aducción con tubería PVC DN 2” unión rígida y 3100 ml, de redes de distribución con tubería PVC DN 2” y 1 1/2” clase 7.5 unión rígida a lo largo de las calles del centro poblado. La red de aducción baja desde la parte alta del centro poblado un desnivel promedio de 30 ml, la red de distribución se ubica a lo largo de las calles de la localidad, realizado el recorrido se constató que existe redes abiertas pese a que las calles y viviendas están densificadas y existen calles en dameros, asimismo se verifico que existen redes descubiertas de diámetros diversos los que presentan deterioros y cristalizamiento de las tuberías, así como fugas en diversos puntos

Determinación del riesgo para el consumidor de la presencia de H. pylori y otros Helicobacter spp. patógenos en aguas de consumo mediante técnicas moleculares y metagenómica

[ES] De entre los patógenos emergentes presentes en agua, las bacterias del género Helicobacter son de las más alarmantes, ya que se encuentran directamente relacionadas con el cáncer gástrico y hepatobiliar y su epidemiología aún no está clara. Se ha planteado que H. pylori puede ser adquirida por diferentes vías de transmisión, entre las que se destaca el agua. Se ha demostrado su capacidad de supervivencia frente a los tratamientos comunes de desinfección de aguas. Por todo ello, en esta tesis se ha investigado la presencia de células viables, y por tanto infectivas, de H. pylori en aguas potables y de riego, mediante la mejora y la optimización de técnicas de cultivo y moleculares. Este trabajo se inició con la búsqueda de un medio de cultivo óptimo. Se obtuvieron resultados muy positivos con el medio de cultivo Agar Dent con sulfato de polimixina B, independientemente del origen de la muestra. Seguidamente, se desarrolló un método de pre-tratamiento con Propidium Monoazide y PEMAXTM para la detección y cuantificación de células de H. pylori viables, por PCR. Se confirmó que el PMA a una concentración de 50 µM y un periodo de incubación de 5 minutos sería la metodología óptima de tratamiento antes del análisis mediante qPCR. A continuación, se analizaron 20 muestras de agua residual. Mediante la técnica de cultivo, fue posible la detección de 4 colonias sospechosas de Helicobacter spp. y H. pylori, cuya identificación fue confirmada mediante amplificación y posterior secuenciación. La técnica DVC-FISH indico la presencia de células viables de Helicobacter spp. en 15 (75%) de las muestras. Respecto a la detección de células de H. pylori, mediante DVC-FISH y FISH, estos microorganismos se observaron en 10 (50%) y 11 (55%) de las 20 muestras analizadas, respectivamente. La técnica qPCR determino la presencia de H. pylori en las muestras, con un porcentaje de detección del 60%. Finalmente, mediante metagenómica de secuenciación dirigida, se analizó el microbioma de 16 muestras de aguas residuales. Los filos dominantes de las muestras analizadas fueron Proteobacteria, seguido de Bacteroidetes y Firmicutes. H. pylori se detectó en 6 muestras de aguas residuales. Además, se detectaron otras especies de Helicobacter spp., como H. hepaticus, H. pullorum y H. suis. Igualmente, mediante PCR se identificó el gen cagA en 5 muestras de agua residual y una de agua potable. Respecto el genotipo vacAs1, se observó en 4 muestras de agua residual; el genotipo vacAm1, se identificó en una muestra de agua potable y 2 de agua de riego. En las biopelículas analizadas, 2 fueron positivas para el tipo vacAm1, y otros dos para el gen de resistencia pbp1A. Del mismo modo se analizaron 45 muestras de heces. No se observaron colonias sospechosas en Agar Dent selectivo. Mediante qPCR se evidenció H. pylori en 41 muestras (45,56%). Fue posible cuantificar 10 muestras directas y 18 enriquecidas, con concentraciones entre 3,39*103 y 2,61*103 UG/mL, las restantes presentaban niveles superiores al umbral de fiabilidad (>35 ciclos). Por DVC-FISH se observaron células viables de H. pylori en 26 (57,78%) de las 45 muestras directas. La identificación de mutaciones en el 23S rDNA, de la resistencia a la claritromicina, mostro que el 37,79% de las muestras de heces presentaban células de H. pylori potencialmente resistentes. Mediante secuenciación dirigida y posterior análisis bioinformático se identificó H. pylori en 13 muestras directas y 13 muestras enriquecidas, y otras especies como H. hepaticus y H. pullorum. Por último, se evaluó la capacidad de H. pylori para formar biopelículas y su resistencia frente a los tratamientos comunes de desinfección. Se analizaron 27 biopelículas procedentes del sistema de distribución de agua potable para detectar la presencia de H. pylori mediante qPCR. El porcentaje de detección fue del 23%, siendo posible la cuantificación en 5 muestras, con concentraciones entre 7,32*101 y 1,16*101 unidades genómicas/mL. Los resultados obtenidos en esta Tesis confirman la existencia de células viables de H. pylori y otros Helicobacter spp. en aguas residuales tras su tratamiento, lo que significa un riesgo potencial para la Salud Pública. De igual forma se demuesta su presencia en muestras de heces, proporcionando un punto de partida para el estudio del riesgo que puede suponer para el ser humano la trasmisión fecal-oral de estas especies. Este trabajo también demuestra la capacidad de H. pylori de formar biopelículas y su resistencia frente a tratamientos comunes de desinfección y confirma su existencia en sistemas de distribución de agua potable.[CAT] D'entre tots els patògens emergents presents en aigua, els bacteris del gènere Helicobacter són dels més alarmants, ja que es troben directament relacionats amb el càncer gàstric i hepatobiliar i la seua epidemiologia encara no és clara. S'ha plantejat que H. pylori es pot transmetre per diferents vies de transmissió, entre les quals destaca l¿aigua. S'ha demostrat la seua capacitat de supervivència enfront dels tractaments comuns de desinfecció d'aigües. Per tant, en aquesta tesi s'ha investigat la presència de cèl·lules viables, i per tant infectives, d' H. pylori en aigües potables i de reg, mitjançant la millora i l'optimització de tècniques de cultiu i moleculars. Aquest treball es va iniciar amb la cerca d'un cultiu òptim. Es van obtenir resultats molt positius amb el mitjà de cultiu Agar Dent amb sulfat de polimixina B, independentment de l'origen de la mostra. Seguidament, es va desenvolupar un mètode de pretractament amb Propidium Monoazide i PEMAXTM per a la detecció i quantificació exclusiva de cèl·lules d' H. pylori viables per PCR. Es va confirmar que el PMA a una concentració de 50 µM i un període d'incubació de 5 minuts seria la metodologia òptima de tractament abans de l'anàlisi mitjançant qPCR. A continuació, es van analitzar 20 mostres d'aigua residual. Mitjançant la tècnica de cultiu, va ser possible la detecció de 4 colònies sospitoses d' Helicobacter spp. i H. pylori, la identificació de la qual va ser confirmada mitjançant amplificació i posterior seqüenciació. La tècnica DVC-FISH va demostrar la presència de cèl·lules viables d' Helicobacter spp. en 15 (75%) de les mostres, sense necessitat d'un pas previ d'enriquiment. Respecte a la detecció de cèl·lules d' H. pylori, mitjançant DVC-FISH i FISH, aquests microorganismes es van observar en 10 (50%) i 11 (55%) de les 20 mostres analitzades, respectivament. La tècnica qPCR determinà la presència d' H. pylori a les mostres amb un percentatge de detecció del 60%. Finalment, mitjançant metagenòmica de seqüenciació dirigida, es va analitzar el microbioma de 16 mostres d'aigües residuals. Els talls dominants de les mostres analitzades van ser Proteobacteria, seguit de Bacteroidetes i Firmicutes. H. pylori es va detectar mitjançant aquesta tècnica en 6 mostres d'aigües residuals. A més, es van detectar altres espècies d' Helicobacter spp., com H. hepaticus, H. pullorum i H. suis. Igualment mediant PCR es va identificar el gen cagA en 5 mostres d'aigua residual i una d'aigua potable. Respecte al genotip vacAs1, es va observar en 4 mostres d'aigua residual; el genotip vacAm1, es va identificar en una mostra d'aigua potable i 2 d'aigua de reg. En les biopel·lícules analitzades, 2 van ser positives per al tipus vacAm1, i altres dos per al gen de resistència pbp1A. De la mateixa manera es van analitzar 45 mostres de femta. No es van observar colònies sospitoses en Agar Dent selectiu. Mitjançant la tècnica qPCR es va demostrar la presència d'H. pylori en 41 mostres (45,56%). Va ser possible quantificar 10 mostres directes i 18 enriquides, amb concentracions d'entre 3,39*103 i 2,61*103 UG/ml, les restants presentaven nivells per damunt del llindar de fiabilitat (>35 cicles). Mitjançant DVC-FISH es van observar cèl·lules viables d' H. pylori en 26 (57,78%) de les 45 mostres directes. La detecció de mutacions en el 23S rDNA, específiques de la resistència a la claritromicina, va indicar que el 37,79% de les mostres de femta presentaven cèl·lules d' H. pylori potencialment resistents. Mitjançant seqüenciació dirigida i posterior anàlisi bioinformàtica es va identificar H. pylori en 13 mostres directes i 13 mostres enriquides, i altres espècies com H. hepaticus i H. pullorum. Finalment, es va avaluar la capacitat d' H. pylori per a formar biopel·lícules i la seua resistència enfront dels tractaments comuns de desinfecció. Es van analitzar 27 biopel·lícules procedents del sistema de distribució d'aigua potable per a detectar la presència d' H. pylori mitjançant qPCR. El percentatge de detecció va ser del 23%, sent possible la quantificació en 5 mostres corresponents a concentracions d’entre 7,32*101 i 1,16*101 unitats genòmiques/ml. Els resultats obtinguts en aquesta Tesi confirmen la presència de cèl·lules viables d' H. pylori i altres Helicobacter spp. en aigües residuals després del seu tractament, la qual cosa suposa un risc potencial per a la Salut Pública. D'igual forma, s'evidencia la seua presència en mostres de femta, proporcionant un punt de partida per a l'estudi del risc que la transmissió fecal-oral d'aquestes espècies pugui suposar per als humans. Aquest treball també demostra la capacitat d' H. pylori de formar biopel·lícules i la seua resistència enfront als tractaments comuns de desinfecció, i confirma la seua presència en sistemes de distribució d'aigua potable.[EN] Among all the emergent pathogens in water, bacteria of the Helicobacter genus are among the most disturbing, as they are directly related to gastric and hepatobiliary cancer and their epidemiology is still unclear. It has been suggested that H. pylori can be acquired through different transmission routes, among which water stands out. Its ability to survive against common water disinfection treatments has been demonstrated. In addition, H. pylori can form insoluble biofilms, which favors its resistance to the different disinfection and potabilization treatments. Therefore, in this thesis has investigated the presence of viable cells, and therefore potentially infective, of H. pylori in drinking and irrigation waters, through the improvement and optimization of culture and molecular techniques. This work began with the development of an optimal culture medium. Positive results were obtained with the culture medium Agar Dent with polymyxin B sulfate. Subsequently, a pretreatment method with Propidium Monoazide and PEMAXTM was developed for the exclusive detection and quantification of viable H. pylori cells by PCR. It was confirmed that PMA at a concentration of 50 µM and an incubation period of 5 minutes, would be the optimal treatment methodology before analysis by qPCR. A total of 20 wastewater samples, aseptically collected at the outlet of the biological reactor and after disinfection treatment, were then analyzed. Using the culture technique, it was possible to detect 4 suspicious colonies of Helicobacter spp. and H. pylori, whose identification was confirmed by amplification and subsequent sequencing. DVC-FISH technique demonstrated the presence of viable Helicobacter spp. cells in 15 (75%) of the samples. Regarding the detection of H. pylori cells, by DVC-FISH and FISH, these microorganisms were observed in 10 (50%) and 11 (55%) of the 20 samples analyzed, respectively. The qPCR technique determined the presence of H. pylori in the samples with a detection rate of 60%. Finally, using deep-amplicon sequencing, the microbiome of 16 wastewater samples was analyzed. The dominant phylum in the samples analyzed were Proteobacteria, followed by Bacteroidetes and Firmicutes. H. pylori was detected by this technique in 6 wastewater samples. In addition, others Helicobacter spp., such as H. hepaticus, H. pullorum and H. suis were detected. PCR technique was used to identify the cagA gene in 5 wastewater samples and one drinking water sample. Regarding the vacAs1 genotype, it was observed in 4 samples of wastewater; the vacAm1 genotype, was identified in one drinking water sample and 2 irrigation water samples. In the biofilms analyzed, 2 were positive for the vacAm1 type, and two for the resistance gene pbp1A. Likewise, 45 stool samples were analyzed. No suspicious colonies were observed on selective Dent Agar. The qPCR technique demonstrated the presence of H. pylori in 41 samples (45.56%). It was possible to quantify 10 direct samples and 18 enriched samples, with concentrations between 3.39*103 and 2.61*103 GU/mL, the remaining samples had levels above the reliability threshold (>35 cycles). DVC-FISH showed viable H. pylori cells in 26 (57.78%) of the 45 direct samples. Detection of 23S rDNA mutations specific for clarithromycin resistance indicated that 37.79% of stool samples had potentially resistant H. pylori cells. Through Deep-amplicon sequencing and subsequent bioinformatics analysis, H. pylori was identified in 13 direct samples and 13 enriched samples, as well as other species such as H. hepaticus and H. pullorum. Finally, the ability of H. pylori to form biofilms and their resistance to common disinfection treatments was evaluated. Twenty-seven biofilms from the drinking water distribution system were also tested for the presence of H. pylori by qPCR. The detection rate was 23%, being possible the quantification in 5 samples corresponding to concentrations between 7.32*101 and 1.16*101 GU/mL.Esta Tesis Doctoral ha sido posible gracias a las ayudas de carácter predoctoral: “Ayuda de conselleria para la contratación de personal investigador en formación -Irene Hortelano Martin (determinación del riesgo para el consumidor de la presencia de H. pylori y otros helicobacters patógenos en aguas de consumo mediante técnicas moleculares y metagenómica) (ACIF/2016/150) Generalitat Valenciana (2016-2019). Y a la financiación de los proyectos: “Helicobacter pylori y otros helicobacters patógenos en aguas y alimento: Desarrollo y aplicación de herramientas moleculares dirigidas a la evaluación del riesgo para el consumidor (REF. AGL2014-53875-R)”. Ministerio de Economía y Competitividad, España. “Determinación del riesgo para la salud pública debido a la presencia de H. pylori en agua y alimentos: Detección (AICO/2018/273)”. Generalitat Valenciana (2018-2020).Hortelano Martín, I. (2021). Determinación del riesgo para el consumidor de la presencia de H. pylori y otros Helicobacter spp. patógenos en aguas de consumo mediante técnicas moleculares y metagenómica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/178942TESI