la ingenieria naturalistica en la restauracion de suelos erosionados

XV Congreso Nacional de Ingeniería Sanitaria y Ciencias Ambientales
DESINFECCIÓN QUÍMICA PARA LOS RESIDUOS
PELIGROSOS BIOLÓGICO-INFECCIOSOS
D. Elizabeth Turcott Cervantes1, Blanca E. Rivera Chavira2, Norma Herrera Díaz2,
G. Virginia Nevárez Moorillon2, Maribel Díaz García1,
Luis A. Lozoya Márquez1, Germán Cuevas Rodríguez1.
1
Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C.;
2
Universidad Autónoma de Chihuahua.
Miguel de Cervantes #120, Complejo Industrial Chihuahua, Chihuahua; C.P. 31109
Teléfono: (614) 4391149; Fax: (614) 4394884;
Correo electrónico: [email protected]
RESUMEN
Los Residuos Peligrosos Biológico-Infecciosos (RPBI) son generados por una infinidad de establecimientos dedicados al cuidado de la salud. Un manejo inadecuado de RPBI puede causar contaminación ambiental, olores desagradables, crecimiento y multiplicación de roedores y otros animales dañinos, puede llevar a la
transmisión de enfermedades como tifoidea, cólera, hepatitis y SIDA a través de
heridas causadas por jeringas y agujas contaminadas con sangre.
Este trabajo tiene como objetivo coadyuvar a evitar los efectos adversos causados
por RPBI, mediante el diseño de un tratamiento químico para que sea utilizado de
manera segura por micro y pequeños generadores. Se hicieron diferentes pruebas
utilizando hipoclorito de sodio (NaClO) como desinfectante. Se probaron dos concentraciones, 0.5% y 1%, utilizando un tiempo de contacto de 5 minutos y tres repeticiones para cada tratamiento. En la mitad de las muestras se inactivó el NaClO
con tiosulfato de sodio (Na2S2O3); para evitar que el desinfectante siguiera actuando después de haber finalizado el tiempo de contacto (para inhibir el efecto
residual del desinfectante). Para medir la muerte microbiana causada por el desinfectante, se utilizó un indicador biológico, el microorganismo Bacillus subtilis.
Al término del tiempo de contacto, se trituraron parte de los residuos y mediante
una siembra en placa, se recuperaron y contabilizaron los microorganismos que
sobrevivieron al tratamiento. Después de hacer los cálculos estadísticos necesarios, los tratamientos al 1% y 0.5% sin inactivación con Na2S2O3 resultaron los
más efectivos. Todas las variables evaluadas (concentración e inactivación del
desinfectante) tuvieron influencia en la muerte de microorganismos. Por lo que
puede concluirse que el tratamiento fue efectivo contra B. subtilis y por consiguiente, lo será contra microorganismos patógenos contenidos en los RPBI.
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INTRODUCCIÓN
Los hospitales y otros establecimientos para el cuidado de la salud son instituciones que tienen la responsabilidad de vigilar la salud pública, esto puede hacerse
directa - cuidando a un paciente -, o indirectamente - asegurando un ambiente
limpio y saludable para sus empleados y para la comunidad -. Consiguientemente,
al tener un compromiso con la salud pública y el medio ambiente, son responsables de los residuos que producen (OMS, 1999).
Los Residuos Peligrosos Biológico-Infecciosos (RPBI) son aquellos materiales generados durante los servicios de atención médica que contienen agentes biológicoinfecciosos, y que pueden causar efectos nocivos a la salud y al ambiente. Un agente
biológico-infeccioso es cualquier microorganismo capaz de producir enfermedades
cuando está presente en concentraciones suficientes (inóculo), en un ambiente propicio (supervivencia), en un hospedero susceptible y en presencia de una vía de entrada. Los RPBI pueden ser sólidos o líquidos y se dividen en 5 categorías: Sangre y
sus derivados, Cultivos y cepas de agentes biológico-infecciosos, Residuos patológicos, Residuos no anatómicos y Objetos punzocortantes (DOF1, 2003).
A pesar de que estos residuos representan menos del 10% de los residuos generados en actividades de cuidado de la salud, presentan riesgos potenciales a la
salud pública y al ambiente, y por consiguiente, deben segregarse y manejarse
adecuadamente (OMEE, 1994). La generación de residuos médicos ha tenido un
aumento en los últimos diez años, debido al incremento en el número y tamaño de
los establecimientos de cuidado de la salud, servicios médicos y a los productos
médicos desechables (Da Silva, et.al., 2005; Mohee, 2005).
Así, debido al riesgo inherente que representan los RPBI por su contenido de microorganismos patógenos y a la creciente necesidad de disponerlos apropiadamente, es necesario contar con un tratamiento adecuado para inactivar o eliminar
estos microorganismos, antes de su disposición final. Existen diferentes tecnologías para el tratamiento de los RPBI, como la incineración, los tratamientos térmicos, los procesos de irradiación y los tratamientos químicos (OMS, 1999;
EPA,1993; HCWH, 2001). La selección de la tecnología adecuada dependerá de
la evaluación de diversos factores: tecnológicos, legislativos, normativos y socioeconómicos, los cuales contribuirán a elegir un tratamiento que sea técnica y económicamente viable para los RPBI generados.
En la ciudad de Chihuahua no se tiene un control adecuado sobre los RPBI que
generan los micros y pequeños establecimientos (≥1 hasta 100 kg/mes). Para la
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mayoría de estos generadores, es difícil o incluso imposible pagar un servicio privado de recolección y tratamiento de RPBI; porque la cantidad que generan es
muy pequeña. Debido a esta limitación, muchos de estos generadores desechan
sus residuos junto con los residuos domésticos (no peligrosos) sin ningún tratamiento previo y algunos lo acumulan durante largo tiempo antes de darle un tratamiento adecuado. Ambas acciones generan problemas de contaminación ambiental, tanto dentro como fuera del establecimiento.
Para dar una posible solución a esta problemática se debe gestionar un pretratamiento o tratamiento para los RPBI, el cual; debe ser fácil de llevar a cabo, que
no necesite mucha infraestructura para que su implementación sea sencilla y de fácil
manejo para los micro y pequeños establecimientos generadores. Es por eso que
debe llevarse a cabo la investigación y el desarrollo de la metodología necesaria para
diseñar un tratamiento adecuado que cubra las necesidades de estos grupos.
Tratamiento se define como cualquier método, técnica, o proceso diseñado para
cambiar el carácter biológico-infeccioso o composición de cualquier residuo médico
así como para reducir o eliminar su potencial para causar enfermedades (EPA, 1993).
Es necesario considerar algunos factores propuestos por HCWH (2001) antes de seleccionar la tecnología más adecuada para el tratamiento de este tipo de residuos. Al
evaluar todos los factores, y de acuerdo a las condiciones locales, se puede proponer
un tratamiento químico estático para los RPBI generados por los micro y pequeños
generadores en la ciudad de Chihuahua. Este método incluye en su proceso el tratamiento de RPBI en un contenedor agregando el desinfectante; y al término del tiempo de contacto adecuado se lleva a cabo la disposición de los residuos tratados. Este
sistema no requiere de mantenimiento mecánico porque no tiene partes móviles
(EPA, 1993). También es necesario considerar la inactivación del desinfectante, para
evaluar el efecto letal al término del tiempo de contacto (para que el desinfectante
deje de actuar sobre los microorganismos) (Dutra, et. al., 2004).
Los Desinfectantes químicos son sustancias capaces de destruir un germen patógeno y debido a su alta toxicidad celular, se aplican solamente sobre tejido inanimado (UCH, 1999). Existen diferentes desinfectantes como lo son el cloro y sus
compuestos, yodo y álcalis. Se eligió utilizar el Hipoclorito de Sodio (NaOCl) por su
alta toxicidad y penetración a través de superficies, capacidad desodorante, su
amplia disponibilidad y costo moderado. Para inactivar el hipoclorito de sodio se
utiliza tiosulfato de sodio. La concentración de la solución de tiosulfato requerida
para inactivar el desinfectante, es de 2.85 veces la concentración de cloro utilizada
(NTON, 2001).
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La efectividad de la desinfección se estima utilizando los porcentajes de supervivencia de organismos indicadores en pruebas microbiológicas estándar (OMS,
1999). Por esto, para evaluar la eficiencia del tratamiento químico se debe utilizar
un indicador biológico, un microorganismo no patógeno recomendado en la bibliografía para tales fines es Bacillus subtilis (EPA, 1993; HCWH, 2001).
La Asociación Estatal y Territorial en Tecnologías Alternativas de Tratamiento,
STAATT por sus siglas en inglés (STAATT, 1994) ha definido cuantitativamente
cuatro niveles de desinfección; se recomienda que una tecnología alternativa de
tratamiento obtenga por lo menos el criterio de Nivel III de desinfección (reducción
de 4 Log 10 ó mayor de esporas de Bacillus subtilis ó 6 Log 10 de otros microorganismos). Bloomfield y Miller (1988) sugieren que una reducción de 5 log en 5
minutos representa una acción desinfectante satisfactoria. La inactivación microbiana se expresa como una función de probabilidad, medida como reducciones
por factores de 10 en probabilidad de supervivencia de una población microbiana.
Una reducción de 6 unidades logarítmicas (o una eliminación 106) es equivalente a
una probabilidad de supervivencia de una millonésima parte en una población microbiana o una reducción de 99.9999 % del microorganismo indicador como resultado del proceso de tratamiento (HCWH, 2001).
El objetivo de esta investigación fue evaluar la efectividad del hipoclorito de sodio
(NaClO) como método desinfectante para el tratamiento in situ de los RPBI para
micro y pequeños generadores de la ciudad de Chihuahua.
METODOLOGÍA
1. MUESTRAS DE RESIDUOS
Las muestras de RPBI se obtuvieron de un Laboratorio de análisis clínicos, recolectando los residuos no anatómicos (algodón, gasas, guantes, abatelenguas, envases vacíos y misceláneos). Este laboratorio realiza un análisis de 110 muestras
en promedio al día, por lo que se clasifica como un pequeño generador.
2. INÓCULO BACTERIANO (BACILLUS SUBTILIS)
Se prepararon 2 litros de inóculo a partir de la cepa original de B. subtillis (obtenida de un laboratorio privado dedicado a validar tratamientos de RPBI de diversas
empresas). El inóculo se incubó durante 24 horas a 37ºC y se ajustó al tubo No. 3
de Nefelómetro de McFarland.
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3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO
Se realizaron diferentes tratamientos con Hipoclorito de Sodio (NaClO) como desinfectante. Las variables consideradas en el diseño experimental fueron: concentración e inactivación del desinfectante, tal como se muestra en la Tabla 1. Se
hicieron tres repeticiones para cada combinación de factores en un diseño factorial
22, en un solo bloque.
Tabla 1. Condiciones utilizadas en el tratamiento químico con NaClO
Concentraciones
Inactivación del desinfectante
Tiempo de
contacto
1% y 0.5%
La mitad de las muestras se inactivaron con 500 ml. de
tiosulfato de sodio (Na2S2O3) al 2.85% y 1.43% respectivamente.
5 minutos
4. TRATAMIENTO
Se colocaron 50 gramos de muestra (residuos) en un contenedor plástico, agregando 60 ml. del inóculo preparado previamente. Después de 5 minutos, se agregaron 500 ml. de NaClO, dejando actuar este desinfectante 5 minutos más. Inmediatamente después, para inhibir el efecto residual del hipoclorito, se utilizó
tiosulfato de sodio al 2.85% y al 1.43%, para NaClO al 1% y al 0.5% respectivamente; y se dejó actuar por un tiempo de 15 minutos.
Al finalizar el tratamiento químico, se recuperaron 10 gramos de los residuos, se
trituraron con agua destilada estéril, y se realizaron diluciones decimales hasta
1X105, para proceder a inocularlos por vaciado en placa con Agar para métodos
estándar. Se incluyeron dos controles para cuantificar el número de microorganismos del inóculo original (sin tratamiento). Adicionalmente, se sembraron dos controles directos de la cepa original en Agar sangre, mediante una extensión en placa, para observar el comportamiento de la cepa y evaluar la pureza de la misma.
Todas las cajas se incubaron durante 48 horas a 37 ºC.
Al término del tiempo de incubación, se contabilizaron los microorganismos viables, que sobrevivieron al tratamiento (Unidades Formadoras de Colonias ó UFC).
Una vez obtenido el número inicial (sin tratamiento) y el final de microorganismos,
se realizaron los cálculos correspondientes para estimar la reducción logarítmica
obtenida con el tratamiento. Un diagrama de flujo de todo el proceso realizado durante el tratamiento de los residuos se muestra en la Figura 1.
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5. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Al número inicial (i) y final (f) de UFC contabilizadas, se les aplica un logaritmo
base 10. Con los resultados obtenidos se hace una resta aritmética (i-f). El número
obtenido de esta operación será la reducción logarítmica de microorganismos a
causa de la desinfección.
A esta reducción logarítmica se le realiza un análisis estadístico de diseño de experimentos factorial y un análisis de estadísticas descriptivas mediante el software
estadístico MINITAB ® versión 14.
Diagrama de flujo con el procedimiento de tratamiento de los residuos
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los controles sembrados en agar sangre demostraron la pureza y viabilidad de la
cepa de Bacillus subtillis usada durante toda la experimentación. La composición
de los residuos que fueron tratados puede observarse en la Figura 2. Todas las
muestras obtenidas, mostraron una composición similar: abatelenguas, palillos y
algodones con sangre, guantes, gasas, etc.
Residuos no anatómicos antes y durante el tratamiento
La reducción 6 Log 10 es la recomendada para que un tratamiento químico sea
válido (Nivel III de STAATT, 1994), en la totalidad de las muestras se obtuvieron
reducciones iguales y mayores. La máxima reducción de microorganismos alcanzada fue de 8.95 Log 10 y la mínima de 6.05 Log 10; calculado en base a un número inicial de microorganismos de 9x108 UFC. La media y desviación estándar
para cada tratamiento se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2. Media y Desviación estándar del tratamiento con NaClO
Inactivación del desinfectante
Si
No
Si
No
Total (todos los tratamientos)
Concentraciones
Media
Desviación Estándar
1%
1%
0.5%
0.5%
8.317
8.950
6.260
8.950
8.119
1.097
0
0.338
0
1.253
Mediante un análisis de efectos principales, se obtuvo la relación entre la reducción de microorganismos y las variables del experimento. A mayor concentración
de desinfectante y sin inactivación se dan las mayores reducciones logarítmicas
de microorganismos, por lo tanto, el tratamiento de NaClO al 1% y sin inactivación
fue el mejor tratamiento. No obstante, los tratamientos al 1 y 0.5% sin inactivación
tuvieron la misma media y desviación estándar.
De acuerdo a los valores de P calculados durante el análisis estadístico, las concentraciones altas y bajas resultaron diferentes entre sí, al igual que la inactiva-
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ción; es decir, hubo diferencias significativas entre las distintas variables experimentales. Del mismo modo, la concentración del desinfectante, la inactivación del
efecto residual y la interacción entre estos dos factores, afectan significativamente
la reducción de microorganismos.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La desinfección con hipoclorito de sodio mostró ser efectiva, ya que con una cantidad de desinfectante y tiempo de contacto pequeños (menores a los recomendados en la literatura) se logró una reducción de hasta 8.95 Log 10. Los mejores tratamientos fueron de 1 y 0.5% sin inactivación. Gran parte de la efectividad del
hipoclorito radica en el efecto residual que tiene (continúa desinfectando durante
un largo tiempo los residuos, cuyas superficies quedan impregnadas con el desinfectante), y una prueba de ello es la diferencia entre las muestras inactivadas y las
que no lo fueron. Puede concluirse que el tratamiento con hipoclorito de sodio al
1% sin inactivación fue altamente efectivo contra Bacillus subtilis, por lo tanto será
efectivo contra microorganismos patógenos contenidos en los RPBI.
Comparando los resultados obtenidos en el presente trabajo con otras investigaciones, se obtuvieron resultados muy similares. Dutra, et. al. (2004) hicieron pruebas con NaClO de 0.125-1%, con un inóculo estandarizado a 0.5 en la escala de
McFarland. Estrela, et. al. (2003) utilizaron NaClO al 2% con un tiempo de contacto de 5-30 minutos, y observaron ausencia de células viables de B. subtilis. Koivunen y Heinonen-Tanski (2005) detectaron reducciones microbianas de 0.3 hasta
2.6 log 10 con dosis de 12-18mg/lt de NaClO. Chitnis, et. al. (2004) obtuvieron reducciones de 5 log y mayores utilizando NaClO al 1%. Como puede observarse en
estos resultados y en los obtenidos por el presente trabajo, la desinfección con
NaClO al 1% es efectiva y puede ser utilizada de manera segura. Sin embargo, y
debido a la característica biológico-infecciosa de los residuos, se recomienda seguir haciendo experimentos con concentraciones iguales o mayores, variando el
tiempo de contacto, para validar los resultados obtenidos (reproducibilidad) y la
metodología utilizada; antes de utilizarlo in situ para inactivar RPBI.
También es recomendable hacer experimentos con otro tipo de residuos como
punzocortantes y sangre, para obtener la dosis mínima requerida para este tipo de
residuos; así como evaluar la efectividad con que el desinfectante penetra las diferentes superficies, y las interferencias ocasionadas por la carga orgánica de los
RPBI (en especial de la sangre).
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AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a la delegación SEMARNAT Chihuahua, en especial al Ing.
Refugio Mingura A. por los permisos brindados para el manejo y transporte de
RPBI. Al personal del Laboratorio de análisis clínicos por las facilidades brindadas
para la obtención de las muestras, a la Q.B.P. María de los Angeles H. por su interés hacia el presente proyecto. A Jhony Sánchez, Esmeralda Turcott C. y a todos
los estudiantes prestadores de Servicio Social por su invaluable ayuda en el trabajo de laboratorio. A Alejandro Benavides por las facilidades brindadas en su laboratorio.
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de la Universidad de Chile, en: http://www.quirofanoweb.netfirms.com/desinfectantes.htm,
consultado el: 1/Abril/2005.
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