COMPARACIÓN MICROBIANA EN LA ENTRADA ... SALIDA DE UN SISTEMA DE ... AGUA POR OSMOSIS INVERSA LOCALIZADO EN LA

COMPARACIÓN MICROBIANA EN LA ENTRADA Y
SALIDA DE UN SISTEMA DE PURIFICACIÓN DE
AGUA POR OSMOSIS INVERSA LOCALIZADO EN LA
COMUNIDAD DE CERRITO DE AGUA CALIENTE.
Nombre de los integrantes:
Galicia Espinosa Ana Laura
Navarrete Valadez Claudia Abril
Raya Rangel Yahaira Yazmín
Serratos Hernández José Daniel
Materia: Microbiología Sanitaria
Turno: Matutino
Carrera: Ingeniería Bioquímica
Nombre de la profesora:
Maria Azucena Márquez Lucio
[Año]
Contenido
COMPARACIÓN MICROBIANA EN LA ENTRADA Y SALIDA DE UN SISTEMA DE
PURIFICACIÓN DE AGUA POR OSMOSIS INVERSA LOCALIZADO EN LA
COMUNIDAD DE CERRITO DE AGUA CALIENTE. .................................................................. 5
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 5
MARCO TEÓRICO........................................................................................................................... 7
OSMOSIS INVERSA ................................................................................................................... 7
MUESTREO .................................................................................................................................. 8
Muestreo de tanques y cisternas ........................................................................................... 9
Muestras de la superficie ........................................................................................................ 9
Muestreo del fondo................................................................................................................. 10
Recolección de muestras de agua ...................................................................................... 10
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGAMISMOS EN EL AGUA POTABLE .................... 14
CARACTERISTICAS MICROBIOLOGICAS DEL AGUA ..................................................... 15
HIPÓTESIS ..................................................................................................................................... 20
OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 20
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................................ 20
JUSTIFICACIÓN............................................................................................................................. 21
METODOLOGÍA ............................................................................................................................. 22
Esquema general de trabajo..................................................................................................... 22
Muestreo y transporte de agua ................................................................................................ 23
Recuento de bacterias mesófilas aerobias en agua para consumo humano. .................. 24
Determinación de bacterias, Coliformes Totales y Fecales, Método de recuento por
dilución en tubo: NMP ................................................................................................................ 25
Determinación de estreptococos fecales en agua. ............................................................... 26
Determinación de clostridios sulfitos reductores en agua.................................................... 27
Determinación de los protozoos y helmintos patógenos patógenos en agua. ................. 29
2
Determinación de DQO en el agua.......................................................................................... 30
Determinación de pH en agua .................................................................................................. 31
Determinación de conductividad eléctrica en el agua .......................................................... 31
Determinación de dureza en el agua ...................................................................................... 32
Resultados ....................................................................................................................................... 34
Bacterias mesófilas aerobias en agua para consumo humano. ......................................... 34
Coliformes totales y fecales ...................................................................................................... 34
Clostridios sultifitoreductores .................................................................................................... 35
Estreptococos fecales ................................................................................................................ 35
Protozoos y Helmintos ............................................................................................................... 36
DQO.............................................................................................................................................. 36
pH.................................................................................................................................................. 36
Conductividad eléctrica ............................................................................................................. 37
Dureza total ................................................................................................................................. 37
Discusión ......................................................................................................................................... 39
Conclusión ....................................................................................................................................... 41
Memoria fotográfica ....................................................................................................................... 42
Bibliografía: ...................................................................................................................................... 46
3
Índice de tablas
Tabla 1.-Acción y aplicación de algunos tipos de conservadores usados comúnmente .................. 13
Tabla 2.- Características microbiológicas de las aguas de consumo publico .................................... 19
Tabla 3.- resultado de bacterias mesofilas aerobias ......................................................................... 34
Tabla 4.- resultado de coliformes totales y fecales........................................................................... 34
Tabla 5.- resultado de clostridios sulfito-reductores ........................................................................ 35
Tabla 6.- resultado de esterptococos fecales.................................................................................... 36
Tabla 7.- resultado de DQO ............................................................................................................... 36
Tabla 8.- resultado de pH .................................................................................................................. 37
Tabla 9.- resultado de conductividad electrica ................................................................................. 37
Tabla 10.- resultado de dureza total ................................................................................................. 37
Tabla 11.- resumen de los resultados en comparacion con los limites permisibles ......................... 38
Índice de ilustraciones
Ilustración 1.- localización del pozo .................................................................................................. 42
Ilustración 3.- Río de aguas residuales .............................................................................................. 43
Ilustración 2.- Río de aguas residuales .............................................................................................. 43
Ilustración 4.- Molino generador de energía .................................................................................... 44
Ilustración 5.- Entrada de Pozo de agua............................................................................................ 44
Ilustración 6.- Bomba para transporte de agua ................................................................................ 45
Ilustración 7.- Tanque de almacenamiento de agua ......................................................................... 45
Ilustración 8.- comunidad de cerrito de agua caliente ..................................................................... 46
4
COMPARACIÓN MICROBIANA EN LA ENTRADA Y
SALIDA DE UN SISTEMA DE PURIFICACIÓN DE
AGUA POR OSMOSIS INVERSA LOCALIZADO EN LA
COMUNIDAD DE CERRITO DE AGUA CALIENTE.
INTRODUCCIÓN
En México la contaminación del agua superficial y subterránea alcanza niveles
preocupantes, más de 75 % del total de agua disponible presenta grados de
calidad que pueden calificarse de contaminada a excesivamente contaminada. Un
aspecto particularmente grave es la presencia de altos niveles de sales minerales
en aguas subterráneas.
En Guanajuato hay más de 500 comunidades rurales con problemas en la calidad
por contaminación de diversas sales minerales. Químicos que además de causar
daños en la piel, puede causar depresión en las personas y disminución del
coeficiente intelectual. Ante ello, actualmente la Comisión Nacional del Agua
(Conagua), el Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato
(Concyteg) y el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey
(ITESM), pusieron en marcha un proyecto denominado "Desarrollo e Instalación
de Osmosis Inversa Eólica para la Potabilización de Aguas Contaminadas con
sales minerales en Zonas Rurales".
5
En las cual se implica la remoción de arsénico, fierro, manganeso y flúor del agua.
La innovación tecnológica de este trabajo se basa en el desarrollo de un sistema
de acoplamiento directo de la energía eólica en la unidad de ósmosis inversa, sin
la necesidad de pasar por la energía eléctrica.
Actualmente en la comunidad Cerrito de Agua Caliente se instalo uno de estos
purificadores de agua, comunidad que se ubica a 11 kilómetros de la cabecera
municipal de Cuerámaro.
En ella viven 531 personas que enfrentan un alto nivel de marginación; su agua de
pozo excede la norma oficial para arsénico seis veces y para flúor 2.13 veces, el
nivel de plomo rebasa en ocasiones la norma hasta 1.6 veces.
En actualidad la comunidad de cerrito de agua caliente hace uso del agua
procedente del proceso de purificación
para consumo humano. En esta
comunidad debido a la alta marginación que presentan los habitantes nunca han
puesto atención en el área microbiológica del agua que están consumiendo, solo
se basan en las propiedades organolépticas que esta presenta (Patiño Gerardo.
2007).
6
MARCO TEÓRICO
OSMOSIS INVERSA
Es la separación del agua de una solución concentrada a través de una membrana
semipermeable por medio de una presión mayor que la presión osmótica y en
sentido inverso (Geankoplis Christie John. 2008).
Para ser útil en la separación de diferentes, una membrana debe permitir el paso
de ciertas moléculas e impedir o restringir en gran medida el paso de otras. La
propiedad de la solución determina el valor de la presión osmótica, no la
membrana, siempre y cuando esta sea verdaderamente semipermeable (Jiménez
Cisneros Blanca Elena. 2002).
La osmosis inversa reúne las siguientes características:
 Permite remover la mayoría de los sólidos (inorgánicos u orgánicos)
disueltos en el agua (hasta el 99%).
 Remueve los materiales suspendidos y microorganismos.
 Realiza el proceso de purificación en una sola etapa y en forma continua.
 Es una tecnología extremadamente simple, que no requiere de mucho
mantenimiento y puede operarse con personal no especializado.
 El proceso se realiza sin cambio de fase, con el consiguiente ahorro de
energía.
7
 Es modular y necesita poco espacio, lo que le confiere una versatilidad
excepcional en cuanto al tamaño de las plantas: desde 1
1.000.000
, a
.
La osmosis inversa puede aplicarse en un campo muy vasto y entre sus diversos
usos podemos mencionar:
 Abastecimiento de aguas para usos industriales y consumo de poblaciones.
 Tratamiento de efluentes municipales e industriales para el control de la
contaminación y/o recuperación de compuestos valiosos reutilizables
 En la industria de la alimentación, para la concentración de alimentos (jugo
de frutas, tomate, leche, etc.).
 En la industria farmacéutica, para la separación de proteínas, eliminación
de virus, etc. (Geankoplis Christie John. 2008).
MUESTREO
El muestreo puede definirse como el proceso de separar una pequeña porción del
total, de tal manera que la muestra colectada represente las características y la
calidad de la masa de la cual se tomo.
El objetivo del muestreo es obtener una porción del material lo suficientemente
necesario en volumen para ser transportado convenientemente y manejado en el
laboratorio, y que siga representando con la misma precisión el material que está
8
siendo muestreado, debe ser manejada de tal forma que no existan cambios
significativos en la composición antes de que se lleven a cabo los análisis.
Para el caso de tanques el agua deberá tomarse en un frasco de vidrio o plástico
limpio y en la línea de salida del tanque para que sea representativa del volumen
total, así como cuidar que sea tomada abajo del nivel para evitar contaminación
(Ramos Olmos Raudel, Sepúlveda Marques Rubén, Villalobos Moreto francisco.
2003).
De acuerdo a la norma NMX-AA-135-SCFI-2007 potabilización del agua para uso
y consumo humano – poliamidas – especificaciones y métodos de prueba.
Muestreo de tanques y cisternas
Tomar muestra de cada punto de acceso, de acuerdo a lo siguiente:
o De la superficie del líquido, usando un cucharón.
o Del fondo del tanque o cisterna usando un tubo muestreador, o usando un
aparato especialmente diseñado para muestrear el fondo.
o De una o más posiciones, dependiendo de la profundidad total, entre el fondo
y la superficie usando una lata de muestreo pesada.
Muestras de la superficie
Tomar una muestra usando un cucharón conveniente. Introducir el cucharón
dentro del líquido hasta que el borde esté justo debajo de la superficie. Retirar el
cucharón antes de que se llene completamente y permitir que cualquier líquido
adherido al cucharón se escurra.
9
Muestreo del fondo
Tomar una muestra empleando un tubo muestreador abierto, o un tubo
muestreador con válvula inferior adecuado al tamaño del contenedor y a la
viscosidad del líquido.
Si se usa un tubo abierto, cerrarlo en su parte superior antes de llevarlo al fondo
del contenedor. Destapar el tubo y moverlo rápidamente, de tal manera que el
tubo recorra todo el fondo del contenedor antes de llenarse. Cerrar el tubo,
retirarlo del contenedor y permitir que todo el líquido que hubiere quedado
adherido al tubo escurra.
Cuando se use un tubo de muestreo con válvula inferior, cerrar la válvula antes de
introducir el tubo al contenedor y después proceder de manera similar a lo
indicado en el caso de tubo abierto (SEMARNAT. 2007).
Recolección de muestras de agua
Requisitos básicos:
Uno de los elementos claves en el control de la calidad del agua potable es el
examen microbiológico de la misma. Este se efectúa mediante el análisis de
muestras de agua recolectadas del sistema de abastecimiento. Al recolectarse las
muestras.
10
Se deben satisfacer los siguientes requisitos:
a) El muestreo debe de realizarse con frecuencia suficiente a manera de
detectar cualquier variación de la calidad del agua.
b) Las muestras deben ser recolectadas, guardadas y enviadas en frascos
esterilizados y apropiados para el tipo de agua a muestrear.
c) El volumen de agua recolectado debe ser lo suficientemente grande como
para permitir un análisis apropiado.
d) Los puntos de muestreo en los sistemas de abastecimiento de agua deben
ser seleccionados de tal manera que las muestras obtenidas sean lo mas
representativas posibles.
e) Debe tenerse cuidado durante el proceso de muestreo para evitar cualquier
tipo de contaminación cruzada.
f) Deben de describirse las especificaciones de la muestra y colocarse y
llenarse las etiquetas en los frascos de muestras en forma apropiada para
evitar errores (Organización panamericana de la salud. 1988).
g) Deben lavarse manos y antebrazos con agua y jabón.
h) Las muestras tomadas deben colocarse en hielera con bolsas refrigerantes
o bolsas de hielo para su transporte al laboratorio, de preferencia a una
temperatura entre los 4 y 10ºC, cuidando de no congelar las muestras, El
periodo máximo que debe transcurrir entre la toma de muestra y el análisis
es, para análisis bacteriológico 6 horas (Pérez Duarte Filiberto.1994).
11
Equipo de muestreo:
Aunque para el muestreo se pueden utilizar ciertos tipos de frascos de plástico,
es mejor utilizar frascos de vidrio; estos deben tener tapas o tapones de cierre
seguro y ajustado; y tanto los frascos como sus tapas o tapones deben estar
adecuadamente esterilizados.
Los frascos deben tener una capacidad de por lo menos 200ml de agua. Si la
muestra tomada para el análisis microbiológico contiene algo de cloro residual,
este continuara actuando sobre cualquier bacteria presente después de
realizado el muestreo esto implica que el análisis pudiera no ser indicativo del
verdadero contenido microbiológico de la muestra de agua.
Para superar esta dificultad, es común añadir bisulfato de sodio a la muestra;
este reactivo inactivara inmediatamente cualquier cloro residual presente, pero
no afectara a los microorganismos presentes en la muestra, sea que allá cloro
presente o no (Organización panamericana de la salud. 1988).
En la tabla 1 de la acción y aplicación de algunos tipos de conservadores
usados comúnmente para otro tipo de muestras:
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Conservador
Acción
Aplicable a:
Cloruro
Inhibidor
Nitrógeno y fosforo en todas sus formas.
mercúrico
bacteriano.
(HgCl2)
Acido Nítrico
Disolvente de
(HNO3)
metales,
Metales.
prevenir la
precipitación.
Acido sulfúrico
Inhibidor
Muestras orgánicas, carbono orgánico
(H2SO4)
bacteriano.
total, DBQ, aceites y grasas.
Hidróxido de
Formación de
Cianuro y ácidos orgánicos.
sodio (NaOH)
sales con
compuestos
volátiles.
Refrigeración a
Inhibición
Acidez, alcalinidad, material orgánico,
4ºC o
bacteriana.
color, para análisis bacteriológico, sólidos
congelación
en todas sus formas, dureza, sulfatos, etc.
Tabla 1Acción y aplicación de algunos tipos de conservadores usados comúnmente
(Ramos Olmos Raudel, Sepúlveda Marques Rubén, Villalobos Moreto
francisco. 2003)
13
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGAMISMOS EN EL
AGUA POTABLE
Desde hace mucho tiempo se reconoce la importancia de las enfermedades
transmitidas por el agua. Las causas principales de las enfermedades entéricas
del hombre son los microorganismos patógenos. La contaminación del agua
potable por excrementos humanos o animales constituye el mecanismo más
común para la transmisión de estos organismos a los humanos, no solo de forma
directa, sino también indirectamente por la preparación de los alimentos. Por lo
tanto, el principal objetivo del examen bacteriológico del agua potable es la
detección de contaminación fecal.
Aunque es posible detectar diferentes organismos patógenos en el agua, el
aislamiento e identificación de muchos de ellos suelen ser extremadamente
complicados y rara vez se logran resultados cuantitativos. Por lo tanto, se utiliza
un método indirecto para evaluar los riesgos asociados al agua potable
contaminada por organismos enteropatógenos, tomando como base el supuesto
de que la estimación de los grupos de organismos entéricos normales (organismos
indicadores) señalara el nivel de contaminación fecal del abastecimiento de agua.
De esta manera, la estimación de tales organismos brinda una indicación del
riesgo que pueda provenir de organismos enteropatógenos transmitidos por el
agua (Organización panamericana de la salud. 1988).
La presencia en el agua de sustancias y microorganismos que suponen un riesgo
para la salud obliga a definir unos criterios que garanticen a la población un
suministro de agua de calidad adecuada. Estos criterios sanitarios se recogen en
las correspondientes legislaciones de cada país, por lo que son de obligado
cumplimiento.
14
Existen dos características que establecen los niveles de concentración para las
sustancias presentes en el agua:
1. Nivel guía (NG): Por debajo del cual se establece la calidad deseable en el
agua.
2. Concentración máxima admisible (CMA): constituye el valor que no podrá
sobrepasar si riesgo para la salud. Un agua potable es aquella en la que
ninguna de sus componentes supera las concentraciones máximas
admisibles establecidas (Gonzalo Piédrola Gil. 2000).
CARACTERISTICAS MICROBIOLOGICAS DEL AGUA
Desde el punto de vista microbiológico, la condición esencial que debe reunir el
agua destinada al consumo humano es que este exenta de parásitos y patógenos,
con objeto de que no constituya un vehículo de infección. Sin embargo, aunque en
el agua potable deben estar ausentes parásitos y patógenos, la definición de la
calidad y el control microbiológico del agua no se puede orientar, exclusivamente,
hacia la búsqueda de especies patógenas, otra parte, el numero de
microorganismos es pequeño en relación a otros saprofitos, debido a que el
numero de individuos enfermos y portadores es muy pequeño en relación al total
de la población.
Por esta razón, se utilizan indicadores microbiológicos, que deben reunir una serie
de condiciones como:
a) Estar siempre presentes a la vez que los patógenos.
b) Ser más frecuentes y numerosos que los patógenos.
15
c) Presentar una mayor resistencia a las condiciones medioambientales que
los patógenos.
d) Ser objeto de fácil aislamiento, recuento e identificación.
De acuerdo a las características señaladas y teniendo presente su diferente
capacidad de supervivencia, la calidad sanitaria del agua de consumo se
establece mediante los siguientes grupos: coliformes totales, coliformes fecales,
estreptococos fecales y clostridios sulfitorreductores.
Algunos enterovirus muestran una mayor resistencia en determinados ambientes
acuáticos, así como en los procesos convencionales de tratamiento, incluida la
desinfección. Estas es la principal razón que ha determinado la inclusión de
clostridios sulfitorreductores como parámetro microbiológico del agua.
Además de los grupos señalados, también se utiliza e recuento de bacterias
aerobias a 22 y 37 0C, ya que expresa el contenido global de bacterias, es decir, la
carga microbiana presente en el agua. El recuento de bacterias aerobias a 22 0C
tiene una menor significación, ya que las bacterias patógenas para el hombre
tienen una temperatura óptima de 37 0C.
Muchos de estos grupos de microorganismos no se encuentran exclusivamente en
los intestinos humanos. También forman parte, en diferentes proporciones, de la
flora intestinal de diversos animales de sangre caliente. Ello es importante porque
algunos animales contribuyen al aporte de microorganismos patógenos por medio
de la contaminación fecal, como ocurre con Salmonella, Leptospira y Escherichia
coli enteropatógeno.
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Coliformes, estreptococos fecales (EF) y clostridios sulfitorreductores (CSR) tienen
el valor de indicadores microbiológicos de contaminación fecal. Los tres se utilizan
simultáneamente por presentar distinto grado de resistencia a las condiciones
medioambientales. Este hecho puede observarse en la figura 1, en la que se
representa el porcentaje de supervivientes de cada uno de los grupos
mencionados, tras un tratamiento convencional de aguas residuales, y en que
puede observarse que coliformes totales y estreptococos fecales sufren similar
reducción porcentual, pero inferior a los clostridios sulfitorreductores.
FIGURA 1.- Supervivencia relativa de los indicadores microbiológicos de contaminación fecal
Este diferente grado de resistencia en el agua permite obtener información acerca
del origen y el momento en que se produjo la contaminación fecal, lo que aporta
importantes datos para el estudio epidemiológico de brotes de enfermedades
infecciosas transmitidas por el agua.
17
La relación entre diversos indicadores puede utilizarse como fuente de información
sobre el origen de la contaminación microbiológica. La abundancia de coliformes y
estreptococos fecales en relación a los clostridios sulfitorreductores, al tener
mayor capacidad de supervivencia que coliformes y estreptococos fecales.
Los coliformes y estreptococos fecales tienen una capacidad similar de
supervivencia similar, pero se utilizan con mucha frecuencia para saber si el origen
de la contaminación es humano o animal.
Los estreptococos fecales se encuentran en mayor numero que los coliformes en
las heces de los animales de explotación ganadera, domestica y peridomesticos,
mientras que, en las heces humanas, los coliformes se encuentran en mayor
numero que los estreptococos fecales.
Cuando la razón coliformes fecales/ estreptococos fecales es mayor de 4, se trata
de heces o aguas residuales de origen humano; cuando es menor de 0.7, la
contaminación es de origen animal. Si la razón se encuentra en el intervalo entre
0.7 y 4, la interpretación es difícil: puede responder a una contaminación mixta de
origen animal y humano (Gonzalo Piédrola Gil. 2000).
En todo caso, las aguas destinadas el consumo humano deben reunir las
características microbiológicas de potabilidad que se resumen en la tabla 2. La
concentración máxima admisible (CMA) establecida no debe superarse en
ninguno de los parámetros señalados.
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Parámetro
NG
CMA
A 37ºC
10
---------
A 22ºC
100
---------
A 37ºC
5
20
A 22ºC
20
100
-------
<1
-------
<1
-------
<1
-------
≤1
Bacterias aerobias (en 1 ml)
Bacterias aerobias en aguas
acondicionadas (en 1 ml)
Coliformes totales
(NMP/100ml)
Coliformes fecales
(NMP/100ml)
Estreptococos fecales
(NMP/100ml)
Clostridios
sulfitorreductores (en 20ml)
Parásitos y/o patógenos
Ausencia
Elementos figurados
Ausencia
(animáculos)
Algas
Ausencia
Tabla 2.- Características microbiológicas de las aguas de consumo publico
NG: nivel de guía; CMA: concentración máxima admisible; NMP: numero más probable.
(Gonzalo Piédrola Gil. 2000)
19
HIPÓTESIS
La carga microbiológica del efluente del sistema diseñado para la reducción de
sales minerales por osmosis inversa se encuentra dentro de los límites permisibles
para el uso y consumo humano.
El sistema de purificación de agua diseñado para la reducción de sales minerales
por osmosis inversa produce una importante disminución en la
carga
microbiológica.
OBJETIVO GENERAL
Determinar si el sistema de purificación de agua por osmosis inversa diseñado
para reducir sales minerales del pozo de agua de cerrito de agua caliente, logra
disminuir la carga microbiana a un nivel permisible para el consumo humano.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar si la carga microbiana a la salida del sistema de purificación de agua
se encuentra dentro de los límites permisibles para el uso y consumo humano
determinados por las normas oficiales mexicanas.
Determinación de la efectividad del sistema en base a la comparación de la carga
microbiológica obtenida en la entrada y salida del sistema de purificación de agua.
20
JUSTIFICACIÓN
En Guanajuato hay más de 500 comunidades rurales con problemas en la calidad
del agua por contaminación de sales minerales entre ellas se encuentra la
comunidad de cerrito de agua caliente localizada a 11 km de la cabecera de
cuerámaro en ella viven 531 personas que presentan un alto nivel de marginación
teniendo como principal actividad económica las labores del campo.
En dicha
comunidad se implemento un sistema de purificación de agua por
osmosis inversa el cual fue diseñado para la disminución de sales minerales
dejando de lado la importancia de la carga microbiológica que pueda tener esta
agua y las consecuencias que pudiera estar provocando en la salud de los
habitantes de esta comunidad.
Por ello es importante realizar un análisis del agua para
conocer la carga
microbiana que presenta esta agua antes y después de ser tratada, ya que por ser
personas que no tiene conocimiento en el área microbiológica no han prestado
atención a este aspecto ya que solo se basan en las propiedades organolépticas
del agua que están consumiendo.
21
METODOLOGÍA
Esquema general de trabajo
COMPARACIÓN
MICROBIANA
EN
LA
ENTRADA Y SALIDA DE UN SISTEMA DE
PURIFICACIÓN DE AGUA POR OSMOSIS
Esterilización
de
material a utilizar
para el muestreo
INVERSA LOCALIZADO EN LA COMUNIDAD
DE CERRITO DE AGUA CALIENTE.
Llevado al laboratorio donde
realizaran los análisis de interés
se
Preparación de medios de cultivo
para realización de las pruebas
presuntivas.
Pruebas presuntivas positivas
Preparación de medios de cultivo
para pruebas confirmativas
Realización
confirmativas
de
Muestreo
muestras
Realización
presuntivas.
o
toma
de
de
pruebas
Pruebas presuntivas negativas.
Realización
de
las
pruebas
microbiológicas que determinan la
calidad del agua para consumo humano
pruebas
Realización
de
las
pruebas
microbiológicas que determinan la
calidad del agua para consumo
humano.
Elaboración de resultados y discusión de
resultados
22
Muestreo y transporte de agua
El procedimiento realizado se basó en la norma NOM 014-SSA1-1993 la cual
establece los procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso de
consumo humano en los sistemas de abastecimiento públicos y privados,
incluyendo aspectos bacteriológicos y físico-químicos, así como criterios para
manejo, preservación y transporte de muestras.
El frasco debe de llevar una etiqueta para la identificación de la muestra con los
siguientes datos:
DATOS DE LA MUESTRA
Localidad: _________________
Punto de muestreo: __________
Lugar: ____________________
Fuente: ___________________
Cloro residual: _____________
Fecha de muestreo: _________
Hora del muestreo: _________
Remitente: _______________
(Organización panamericana de la salud. 1988).
23
Recuento de bacterias mesófilas aerobias en agua para
consumo humano.
El recuento de bacterias mesófilas fue realizado de acuerdo a la norma NOM-092SSA1-1994, Bienes y Servicios. Método para la Cuenta de Bacterias Aerobias en
Placa.
1.-
Distribuir las cajas estériles en la mesa de trabajo de manera que la
inoculación; la adición de medio de cultivo y homogenización, se puedan realizar
cómoda y libremente. Marcar las cajas en sus tapas con los datos pertinentes
previamente a su inoculación y correr por duplicado.
2.- Después de inocular las diluciones de las muestras preparadas según la NOM110-SSA1-1994 "Preparación y Dilución de Muestras de Alimentos para su
Análisis Microbiológico" en las cajas Petri, agregar de 12 a 15 ml del medio
preparado, mezclarlo mediante 6 movimientos de derecha a izquierda, 6 en el
sentido de las manecillas del reloj, 6 en sentido contrario y 6 de atrás a adelante,
sobre una superficie lisa y horizontal hasta lograr una completa incorporación del
inoculo en el medio; cuidar que el medio no moje la Cubierta de las cajas. Dejar
solidificar.
3.- Incluir una caja sin inoculo por cada lote de medio y diluyente preparado como
testigo de esterilidad.
4.- El tiempo transcurrido desde el momento en que la muestra se incorpora al
diluyente hasta que finalmente se adiciona el medio de cultivo a las cajas, no debe
exceder de 20 minutos.
5.- Incubar las cajas en posición invertida (la tapa hacia abajo) por el tiempo y la
temperatura que se requieran, según el tipo de alimento y microorganismo de que
se trate.
24
Determinación de bacterias, Coliformes Totales y Fecales,
Método de recuento por dilución en tubo: NMP
Esta práctica se fundamenta en la norma NMX-F-308-1992. ALIMENTOS CUENTA DE ORGANISMOS COLIFORMES FECALES. FOODS - FECALS
COLIFORM
ORGANISMS
COUNT.
NORMAS
MEXICANAS.
DIRECCIÓN
GENERAL DE NORMAS.
a) Prueba Presuntiva
1.- Inocular 1ml de cada dilución a cada uno de los 3 tubos con 10 ml de caldo
Lauril sulfato triptosa.
2.- Incubar los tubos durante 48 ±2 horas a 35°C ±
3.- Examinar los tubos a las 24 ±
en la campaña de fermentación. Reincubar 24 horas más. La presencia de gas en
cualquier cantidad, dentro de 48 horas positiva la prueba.
b) Prueba confirmatoria
1.- Agitar suavemente los tubos de caldo Lauril sulfato triptosa que resultaron
positivos.
2.-Transferir de 2 - 3 asadas de cada tubo de caldo EC
3.- Incubar los tubos de 44.5 ±
producción de gas a las 24 y 48 horas.
25
4.- La presencia de gas en cualquier cantidad, dentro de 48 horas hace positiva la
prueba.
5.- Alternativamente transferir de 2 a 3 asadas de cada tubo positivo en la prueba
presuntiva, a tubos con caldo lactosa bilis verde brillante y agua peptonada.
6.- Incubar l
producción de gas a las 24 y 48 horas.
Determinación de estreptococos fecales en agua.
Esta práctica se basó en el Manual de laboratorio de microbiología aplicada de la
UAM-A (Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco). 2007.
Todas las operaciones deberán efectuarse en absolutas condiciones de asepsia.
1. Preparar tres series sucesivas de 5 tubos con caldo Rothe, una de doble
concentración y las otras dos de concentración sencilla.
2. Etiquetar las series con 10, 1 y 0.1 ml, respectivamente.
3. Agitar vigorosamente la muestra por lo menos 20 veces antes de tomar el
volumen que se va a inocular, a efecto de homogeneizar.
4. Antes y después de realizar las inoculaciones, la boca del frasco de la
muestra deberá ser flameada con objeto de evitar contaminación.
5. Inocular con una pipeta de 10 ml este volumen de muestra en la serie de
tubos con caldo de doble concentración, con otra pipeta de 1 ml para 1 ml
de muestra en la segunda serie de tubos con caldo de concentración
simple.
26
6. Igualmente con la misma pipeta podrá inocularse la tercera serie de tubos
con 0.1 ml de muestra.
7. Incubar todos los tubos a una temperatura de 37 °C (± 1 °C) durante 24-48
h.
8. Después de 24 h de incubación, hacer una primera lectura. La reacción
positiva de algún tubo se pone de manifiesto por la aparición de turbidez
y/o sedimento en el fondo del mismo. Con los tubos que en este momento
resulten positivos se puede empezar a la realización de la prueba
confirmativa.
9. En caso de no apreciarse crecimiento se llevan a incubación por 24 horas
más, es decir un total de 48 horas (± 3h) después de las cuales se efectúa
la lectura final.
10. Si pasado el período de 48 h no ha habido crecimiento (turbidez y/o
sedimento) en ninguno de los tubos se consideran definitivamente como
negativos.
Determinación de clostridios sulfitos reductores en agua.
La determinación de clostridios sulfitos reductores fue realizada de acuerdo al
Manual de laboratorio de microbiología aplicada de la UAM-A (Universidad
Autonoma Metropolitana Azcapotzalco). 2007.
1. Agitar vigorosamente la muestra para homogeneizar.
27
2. A partir de la muestra previamente homogeneizada tomar alícuotas de 10 Ml
con una pipeta estéril y depositarlas en cada uno de los tubos estériles.
3. Una vez que estos tubos contienen los 10 mL de agua, mantenerlos en un
baño de agua a 80 °C durante 5 minutos a efecto de que se destruyan las
formas vegetativas y permanezcan solamente las formas esporuladas.
4. Tomar los tubos con SPS agar a 50 °C y proceder a su inoculación
profunda, de la siguiente manera:
a. Con una pipeta estéril tomar 5 mL de dicha agua e introducirla hasta
el fondo del tubo que contiene el agar.
b. Con mucho cuidado se va depositando el agua a lo largo de todo el
tubo desplazando la pipeta al exterior procurando que el total de la
muestra quede en el agar y no se airee.
c. Rápidamente pasar el tubo a la llave del agua para enfriarlo.
d. Después añadir una capa de vaselina ó parafina estéril de unos 3
mm de espesor para conseguir condiciones de anaerobiosis.
e. Este procedimiento se repite con los 3 tubos restantes.
f. Es aconsejable rotular cada tubo convenientemente.
5. Una vez inoculados todos los tubos, incubar a 37°C (±1°C) durante 24 h (±2
h).
6. Transcurrido el período de incubación, contar las colonias de color negro
que aparezcan en la totalidad de los cuatro tubos inoculados.
28
Determinación de los protozoos y helmintos patógenos
patógenos en agua.
Esta práctica se basó en el Manual de laboratorio de microbiología aplicada de la
UAM-A (Universidad Autonoma Metropolitana Azcapotzalco). 2007.
1. Filtrar la muestra a través de membrana millipore. Si la muestra es de agua
de consumo humano se deben filtrar de 100 a 400 L y si es de agua
estancada natural ó para riego agrícola, por lo menos 2L. Si se trata de
estas últimas se recomienda filtrar previamente en condiciones de
esterilidad a través de gasa y utilizando un embudo de filtración rápida, con
el objeto de eliminar las partes gruesas que pudiera contener el agua y
facilitar la filtración a través de la membrana millipore.
2. Retirar el filtro, trozarlo, colocarlo en un tubo de centrífuga y lavarlo con
agua destilada.
3. Centrifugar a 2300 rpm durante 3 minutos.
4. Decantar y agregar nuevamente agua destilada con objeto de efectuar otro
lavado.
5. Centrifugar a 2300 rpm durante 3 minutos.
6. Repetir los pasos 4 y 5 dos o tres veces más hasta que el sobrenadante
resulte transparente.
7. Decantar y añadir una solución sobresaturada de sulfato de zinc (Técnica
de Faust), y volver a centrifugar en las mismas condiciones.
8. Recoger una gota del sobrenadante con una pipeta Pasteur y colocarla
sobre un portaobjetos, colocar un cubreobjetos sobre la gota y observar al
microscopio primero con el objetivo seco débil (10X) y posteriormente con
el seco fuerte (40X) los quistes de Protozoos y huevecillos de Helmintos
presentes en la muestra.
29
9. Otra forma de recoger el sobrenadante es, después de la última
centrifugación, colocar sobre el tubo un cubreobjetos tocando el menisco,
se retira, se coloca sobre el portaobjetos y se observa al microscopio.
Determinación de DQO en el agua
Para la determinación de DQO, el procedimiento realizado fue consultado en el
manual de operación del equipo Hanna C99 (normas de diseño 410.4 de la
USEPA y norma de control de calidad de acuerdo al método estándar 5220D)
1. se prepara una solución de dicromato de potasio para cada muestra a
determinar.
2. Se añaden dos mililitros de muestra a analizar ala solución de dicromato de
potasio.
3. Se coloca en la parrilla de calentamiento durante 2 horas a 150°C.
4. Sacar de la parrilla de calentamiento y dejar enfriar.
5. Colocar el blanco patrón preparado para calibrar el fotómetro.
Realizar la medición con el fotómetro de la muestra que se tiene.
Los resultados obtenidos se expresan en términos de mg/ml.
30
Determinación de pH en agua
Determinación de pH por medio del equipo ORION 420-A, basándose en la
metodología del manual de vinculación entre contenidos temáticos: concentración
de soluciones ácidas o alcalinas, cálculo de ph y su relación concentración-e
intensidad de paso de corriente eléctrica publicado por Marco Antonio López Rubi.
1.- Usar el potenciómetro, encender y dejar que tome su calor para calibrar
dependiendo del modelo del mismo
2.- Lavar muy bien los electrodos introduciendo uno de ellos en un recipiente con
agua destilada y el otro en el de la muestra, se dispara y se toma la lectura.
3.- Lavar el electrodo para cada cambio de muestra.
Determinación de conductividad eléctrica en el agua
Determinación de conductividad eléctrica por medio del Manual de instrucciones
para el conductímetro portátil multi-rango equipo HANNA HI 8033
1. verter la cantidad suficiente de muestra problema en un vaso de
precipitados hasta cubrir los agujeros en la sonda. Si es posible, use
recipientes de plástico para minimizar cualquier interferencia EMC.
2. Sumergir la sonda de conductividad asegurándose que los agujeros queden
completamente sumergidos y el ChecktempC en la solución.
3. Esperar un par de minutos hasta que el equilibrio térmico sea alcanzado.
4. Tocar la sonda en el fondo, posteriormente agitar en forma circular para
asegurarse de que no queden atrapadas burbujas de aire en la sonda.
5. Registrar la temperatura de la muestra problema HI 7030/ HI 8030 del
ChecktempC.
31
6. Ajustar la temperatura hasta 18 0C.
7. Girar la perilla hasta seleccionar el rango 1
8. Girar la perilla de calibración de k% hasta que la pantalla muestre la lectura
de conductividad a 25 0C.
9. Todas las medidas subsecuentes serán ajustadas a 25 0C
10. Registrar en la bitácora
Determinación de dureza en el agua
Para la determinación de dureza se consultó la metodología del MANUAL DE
ANALISIS DE AGUAS elaborado por el Ing. J. Trinidad Ojeda Suárez.
Estandarización para dureza total
1. Tomar 20ml de la solución patrón de CaCO3 en un matraz Erlenmeyer de
125 ml, añada 0.4 ml de la solución Buffer de pH =10 y 5 gotas de indicador
de ericromo negro T, aparece un color púrpura con la presencia de iones
calcio y magnesio, se procede a titular con la solución de EDTA hasta la
aparición de un color azul.
2. Con los ml de EDTA gastados obtener la cantidad de mg de CaCO3 por ml
de EDTA.
3. La solución de CaCO3 tiene 0..25g/1000ml, si se toman 20 ml de la
solución habrá:
32
Dureza de las muestras.
a) Tomar unos 30 ml de muestra en un matraz Erlenmeyer de 125 ml, añadir 0.6ml
de solución buffer de pH=10 y 5 gotas de indicador de ericromo negro T, titular con
la solución de EDTA hasta vire de color púrpura a azul. (Trabajar cada muestra
por duplicado)
b) Calcular la dureza total como mg/L:
DUREZA DE CALCIO
Estandarización para calcio
1. Colocar 20 ml de muestra de la solución de CaCO3 en un matraz
erlenmeyer de 125 ml, añadirle 0.8ml de NaOH 4N, enseguida agregarle 80
mg de Murexide y finalmente titular con EDTA (sal disódica) hasta un
cambio de vire de rosa a púrpura.
2. Encontrar el factor de EDTA como en la parte de dureza total :
Dureza de calcio en muestras:
1.- Tomar 30 ml de muestra en un matraz Erlenmeyer de 125 ml y añadir 1.2 ml
de NaOH 4N más 0.12g de murexida, se torna rojo vivo, titular con el EDTA hasta
el color púrpura
b) Cálculos:
33
Resultados
Bacterias mesófilas aerobias en agua para consumo humano.
NMX-F-253-1977. Cuenta de bacterias mesofilicas aerobias. method for aerobic
mesophylic bacteria count. Normas mexicanas. Dirección general de normas.
ENTRADA
SALIDA
<10 UFC/ml
<10UFC/ml
Tabla 3.- resultado de bacterias mesofilas aerobias
Coliformes totales y fecales
Norma NMX-AA-42-1987 “Calidad del agua, determinación del número más
probable (NMP) de coliformes totales, coliformes fecales (termotolerantes) y
Escherichia coli presuntiva.
ENTRADA
SALIDA
Ausencia de coliformes
totales y fecales
Ausencia de coliformes
totales y fecales
Tabla 4.- resultado de coliformes totales y fecales
34
Clostridios sultifitoreductores
Manual de microbiología sanitaria de la Universidad Metropolitana Azcapotzalco
ENTRADA
SALIDA
Vol. de
muestra
inoculada (ml)
Tubo
Número de
colonias
Vol. de muestra
inoculada (ml)
Tubo
Número de
colonias
5
1
13
5
1
9
5
2
17
5
2
5
5
3
9
5
3
4
5
4
15
5
4
7
0 (blanco)
5
0
0 (blanco)
5
0
Número total de colonias = 54
Número total de colonias=25
Volumen total de muestra inoculada=
20ml
Volumen total de muestra inoculada=
20ml
Número de esporas de clostridios
sulfito-reductores= 54/20ml
Número de esporas de clostridios
sulfito-reductores=25/20ml
Tabla 5.- resultado de clostridios sulfito-reductores
Estreptococos fecales
35
Manual de microbiología sanitaria de la Universidad Metropolitana Azcapotzalco
Entrada
Salida
Ausencia de
estreptococos fecales
Ausencia de
estreptococos fecales
Tabla 6.- resultado de esterptococos fecales
Protozoos y Helmintos
Manual de microbiología sanitaria de la Universidad Metropolitana Azcapotzalco
Se encontraron principalmente la presencia de nematodos entre los cuales
pudimos identificar los siguientes:
•
Strongyloides stercolaris (Larva rabditiforme)
•
Trichuris vulpis
DQO
Manual de operación del equipo Hanna C99 (normas de diseño 410.4 de la
USEPA y norma de control de calidad de acuerdo al método estándar 5220D)
ENTRADA
SALIDA
Cero mg/I O2
Cero mg/I O2
Tabla 7.- resultado de DQO
pH
36
Manual de vinculación entre contenidos temáticos: concentración de soluciones ácidas o alcalinas,
cálculo de pH y su relación concentración-e intensidad de paso de corriente eléctrica publicado
por marco Antonio López Rubi
ENTRADA
SALIDA
7.37
7.19
Tabla 8.- resultado de pH
Conductividad eléctrica
Manual de instrucciones para el conductímetro portátil multi-rango equipo HANNA
HI 8033
Entrada
Salida
2250µs/cm
200µs/cm
Tabla 9.- resultado de conductividad electrica
Dureza total
Manual de análisis de aguas elaborado por el Ing. J. Trinidad Ojeda Suárez
Entrada
Salida
56.30mg/L
45.04mg/L
Tabla 10.- resultado de dureza total
37
Parámetro
analizado
Coliformes
totales y fecales
Resultados
Limites máximo
permisibles
Entrada
Salida
Ausencia de
coliformes totales
y fecales
Ausencia de
coliformes totales
y fecales
<1,1 NMP/100ml,
0 UFC/100ml,
Ausente/100ml (NOM127-SSA1-1994)
Bacterias
mesófilas
aerobias
<10 UFC/ml
<10 UFC/ml
100 UFC/ml (NOM-041SSA1-1993)
Clostridios
Núm. de esporas
sultifitoreductores de clostridios
sulfito-reductores=
54/20ml
Núm.de esporas
de clostridios
sulfitoreductores=
25/20ml
<1 NMP/100ml
(F.A.S.T.2008)
Estreptococos
fecales
Ausencia de
estreptococos
fecales
Ausencia de
estreptococos
fecales
<1 NMP/100ml
Protozoos y
Helmintos
presencia de
nematodos
presencia de
nematodos
Ausente
DQO
Cero mg/I O2
Cero mg/I O2
Cero mg/I O2
(F.A.S.T.2008)
(F.A.S.T.2008)
(F.A.S.T.2008)
pH
7.37
7.19
6,5-8,5 (NOM-127SSA1-1994)
Conductividad
eléctrica
2250µs/cm
200µs/cm
1200µs/cm (NOM-127SSA1-1994)
Dureza total
544.4367mg/L
435.5493mg/L
500mg/L (NOM-127SSA1-1994)
Tabla 11.- resumen de los resultados en comparacion con los limites permisibles
38
Discusión
El sistema de purificación de agua diseñado para reducir sales minerales en la
comunidad de cerrito de agua caliente sufre de una mala operación y por tanto
tiene repercusión en los resultados
tomando en cuenta nuestros resultados
podemos observar que solo se pudo detectar la presencia de esporas de
clostridios sulfito-reductores, encontrándose en mayor numero a la entrada, esto
se puede relacionar con el hecho de que el sistema se osmosis inversa si
disminuye la carga de dicho microorganismo, sin embargo lo adecuado sería que
no se encontrara ninguna espora, relacionando esto con la ausencia de los
coliformes totales y fecales y de estreptococos fecales, podemos suponer que la
fuente del clostridios sulfito-reductores proviene de las sales y minerales presentes
en el agua, lo que se puede relacionar con la falta de mantenimiento del sistema y
también con algún tipo de filtración que se pueda estar produciendo desde el río
de desechos que pasa a menos de 10m de nuestro pozo, esto también puede ser
la causa de la presencia de los helmintos que se encontraron, además de que la
gente no le da un buen uso al sistema de osmosis inversa.
En lo que respecta al nivel de DQO encontrado no podemos suponer que este sea
un valor de cero, ya que se midió en un rango de valor medio, por lo cual si se
encuentra un nivel menor a este, la sensibilidad del equipo no nos permitió la
detección de este.
Por otro lado en lo que respecta al valor de la conductividad eléctrica a la entrada
podemos suponer que está relacionada con las sales en solución de la entrada
39
esto debido a la misma naturaleza del pozo de agua comparando el valor obtenido
en la entrada con el obtenido en el sistema podemos plantear el hecho de que el
sistema de osmosis inversa si está funcionando para la disminución de sales
minerales ya que al obtener un valor de salida de un 91.2 % menor que al de la
entrada, aunque se podría tener una mejor eficiencia del sistema si se le diera un
mantenimiento adecuado.
Para el parámetro de dureza del agua se entiende como la capacidad de un agua
para precipitar al jabón y esto está basado en la presencia de sales de los iones
calcio y magnesio. La dureza es la responsable de la formación de incrustaciones
en recipientes y tuberías lo que genera fallas y pérdidas de eficiencia en diferentes
procesos, El término dureza se aplicó en principio por representar al agua en la
que era difícil (duro) de lavar y se refiere al consumo de jabón para lavado, en la
mayoría de las aguas alcalinas esta necesidad de consumo de jabón está
directamente relacionada con el contenido de calcio y magnesio. Para nuestras
muestras obtuvimos un resultado dentro de los límites permisibles para la dureza
del agua para consumo humano a la salida obteniéndose un valor para la dureza
total de 435.5493 mg/L, sin embargo este valor se encuentra muy alto ya que el
límite máximo es de 500, por ello a pesar de ser un valor alto se encuentra dentro
de los límites establecidos por la norma. A la entrada se tomo un valor de
544.4367mg/L el cual se encuentra fuera de la norma, sin embargo se pudo mostrar una
disminución entre el valor de entrada al de la salida demostrando que el sistema si
funciona para el objetivo que está diseñado el cual es la remoción de sales, sin embargo
no está dando un rendimiento optimo.
40
Conclusión
El sistema de purificación de agua diseñado para reducir sales minerales del
pozo de agua de la comunidad cerrito de agua caliente logra dar un aspecto
organoléptico agradable para consumo de los habitantes, pero
no afecta
significativamente la carga microbiana del agua ,arrojando un agua de baja
calidad para los habitantes de dicha comunidad.
El sistema no es efectivo debido al mal mantenimiento y uso de este.
41
Memoria fotográfica
Rio de aguas residuales
(desechos provenientes
de león y comunidades
aledañas)
POZO
Ilustración 1.- localización del pozo
42
Ilustración 2.- Río de aguas
residuales
Rio de agua
residual
Ilustración 3.- Río de aguas residuales
43
Molino para la generación
de energía
Ilustración 4.- Molino generador de energía
Pozo de agua a una
temperatura
aproximada de 58
grados Celsius.
Ilustración 5.- Entrada de Pozo de agua
44
Transporte del agua
mediante una bomba
Ilustración 6.- Bomba para transporte de agua
Tanque de
almacenamiento para la
distribución en la
comunidad
Ilustración 7.- Tanque de almacenamiento de agua
45
Comunidad del
cerrito de agua
caliente
Ilustración 8.- comunidad de cerrito de agua caliente
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