UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN Grigoriu Méndez Juan

Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
Presentado por:
Grigoriu Méndez Juan Diego
Ibarra Mérida Maribel
Leaño Aranibar Lilian Karen
Mamani Arevillca Patricia
COCHABAMBA – BOLIVIA
29 de Agosto, 2014
1
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
1.-RESUMEN
El Rio Rocha es un foco de contaminación receptor de aguas residuales utilizadas para
múltiples actividades como el lavado de autos, esto representa un riesgo microbiano para
la salud de los operarios. En presente informe se determina los niveles de riesgo por
exposición a Áscaris y Cryptosporidium que resulta de la ingesta accidental de agua
residual por lavado de autos a partir una simulación Monte Carlos con los modelos Dosisreacción Exponencial y Beta Poisson demostrando que la probabilidad de infección por
Áscaris, está por encima del parámetro establecido por la OMS. Por este motivo es
necesario realizar intervenciones de prevención.
2.-INTRODUCCIÓN
El río Rocha, se origina en el río Maylanco de Sacaba, atravesando las poblaciones de
Cochabamba, Quillacollo, Vinto, Suticollo y Parotani hasta llegar a Capinota. Su caudal
es inestable y se caracteriza por su aspecto de arroyo durante la época de sequía y crecidas
de corta duración en época de lluvias. Hoy en día el rio se ha convertido en un foco
contaminante, receptor de las aguas provenientes del alcantarillado de la ciudad de
Cochabamba, a través de desfogues ubicados a lo largo de todo su curso. Estas aguas no
reciben tratamientos primarios antes de ser evacuadas y se mezclan aguas residuales
domésticas con aguas residuales industriales. (Moscoso et al. 2002)
Uno de los principales problemas con estas aguas es la alta contaminación microbiana que
se reutiliza para diferentes fines, como el lavado de autos generando riesgos en la salud.
El objetivo del presente proyecto es determinar los niveles de riesgo asociados con el uso
del agua del río Rocha para lavar autos, y recomendar intervenciones para reducir el
riesgo.
Para lograr este objetivo se propone identificar el peligro de infección de las personas por
patógenos presentes en las aguas. También se evaluará la exposición a los patógenos de
referencia según la ruta y parámetros de exposición para definir cuáles son los de mayor
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Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
riesgo en esta actividad y se modelará la dosis-reacción para conocer la dosis infecciosa,
a partir de los datos obtenidos por el centro CASA. Por ultimo caracterizar el riesgo para
poder manejarlo.
3.-MÉTODOS
En el intento de cuantificar la magnitud del riesgo microbiano en el lavado de autos con
agua del Rio Rocha del Departamento de Cochabamba, se desarrollado un proceso
metodológico analítico descrito a continuación.
Para definir qué patógenos presentan mayor peligro, se han observado que existen los
siguientes patógenos presentes en las aguas del rio: Escherichia coli, Áscaris, Giardia,
Cryptosporidium, Rotavirus, Norovirus. Posteriormente, utilizando como referencia las
consideraciones respecto al riesgo de patógenos en el agua residual, se ha definido que
para este caso en particular en que la vía de infección es la ingesta accidental de pequeñas
cantidades de agua, los patógenos de mayor peligro son Áscaris y Cryptosporidium,
puesto que la dosis infectiva (cantidad de patógeno necesaria para ser infectado) es baja o
mínima, son microorganismos más resistentes a desinfección, son viables en el agua por
más tiempo y la inmunidad ante estos organismos es limitada.
Para evaluar la exposición se ha tomado como referencia la información sobre ruta y
parámetros de exposición en los estudios realizados por (Zaneti et al. 2012) Howard et al.
(2006) Mara et al. (2010)
Se ha utilizado el método de simulación Monte Carlo para calcular la dosis con mil
repeticiones aleatorias, de acuerdo a las siguientes ecuaciones:
Para Cryptosporidium
Dónde:
DCryp = Dosis [quistes/día]
CCryp = Concentración de Cryptosporidium inicialmente en el agua usada
[quistes/mL]
V = Volumen ingerido de agua por los operarios en un día [mL/día]
3
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
Para Áscaris
Dónde:
DCryp = Dosis [quistes/día]
%Asc = 0.5926 Porcentaje de huevos de Áscaris del total de huevos de Helmintos
CHelm= Concentración de Helmintos inicialmente en el agua usada [huevos/mL]
V = Volumen ingerido de agua por los operarios en un día [mL/día]
Luego determinar la media y desviación. Con estos datos y a partir de modelos:
exponencial y beta polisón (aproximado) se calculó la probabilidad de infección por
Áscaris y Cryptosporidium, obteniendo el modelo de exposición. Los parámetros
utilizados para esta modelación, se han obtenido de Mara et al. (2010) para el caso de
Áscaris y de Messner et al. (2001), para el caso de Cryptosporidium.
Modelo Dosis-Reacción
Beta-Poisson
⁄
(
[
)
]
Exponencial
Desviación del modelo
∑
(
)
(
[
x = voluntarios infectados
n = total de voluntarios
Para la Carga Anual se usa la siguiente formula
4
(
) (
⁄
)
)
]
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
Dónde:
CA= Carga Anual [DALYs]
Cs = 1.4E-4 [DALYs] Dato para Parásitos
Pinf = Probabilidad de Infección
f=1
4.-RESULTADOS
Para ambos casos se tomó en cuenta 310 días trabajados al año.
Cryptosporidium
Se tomaron los datos del Experimento 140 (Messner et al. 2001) de la dosis que hubo en
un grupo de estudio, los datos se analizaron utilizando la definición más amplia de la
infección (es decir, la presencia de ooquistes en las heces y/o enfermedad diarreica
característica de la Cryptosporidium.
Se calculó el fanticipado y con este la deviación total, para el Modelo Exponencial y Modelo
Beta-Poisson. Lo que se quiere conseguir es que se tenga la menor Desviación Total
posible, para este objetivo variamos el valor de k para el Modelo Exponencial y los
valores de α y N50 para el Modelo Beta-Poisson. Con los grados de libertad (k-m)
obtenemos el valor de x2 Critico (Chi-cuadrado) que se considera la máxima Desviación
que se debe tener para un buen ajuste como se muestra en la Tabla 1
Tabla 1
Experimento 140 (Messner et al. 2001)
Voluntarios Voluntarios
Infectados
Total
Dosis
1,00E+01
3,00E+01
1,00E+02
5,00E+02
2
2
3
5
3
3
3
5
Modelo
Exponencial
Beta-Poisson
k
0,0572
-
ln(k)
-2,86
-
Exponencial
Beta Poisson
fobservado
fanticipado Desviacion Desviacion fanticipado Desviacion Desviacion
Infectados Infectados
(+)
(-)
Infectados
(+)
(-)
0,667
0,436
1,70
-1,05
0,538
0,86
-0,65
0,667
0,820
-0,83
1,24
0,823
-0,84
1,27
1,000
0,997
0,02
0,00
0,965
0,21
0,00
1,000
1,000
0,00
0,00
0,998
0,02
0,00
DESVIACION TOTAL
1,07
DESVIACION TOTAL
0,86
α
1,836
N50
8,8
ln(α)
0,61
ln(N50)
2,17
k-m
3
2
χ2 Critico
7,81
5,99
En este caso ambos modelos se ajustan bien y eso se puede observar también en el
gráfico. Fig. 1.
5
valor p
0,783
0,649
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
Fig. 1.
(TAMU data)
1.000
0.750
Experimento 140 (Messner
et al. 2001)
Modelo
Exponencial
Modelo
Beta Poisson
0.500
0.250
1.00E+08
1.00E+07
1.00E+06
1.00E+05
Dosis
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
1.00E-01
0.000
1.00E-02
Probabilidad de Infeccion
Dosis-Reaccion Cryptosporidium
Con los datos obtenidos para los modelos de realiza la Simulación de Monte Carlo, que se
hará aleatoriamente para 1000 datos con ambos Modelos para compararlos (Tabla 2).
Tabla 2.
CRYPTOSPORIDIUM
EXPONENCIAL
0
Dosis
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4,69E-03
1,68E-03
6,69E-03
6,60E-04
8,35E-03
9,63E-04
4,31E-03
3,50E-04
5,10E-03
4,67E-03
BETA-POISSON
c
V
PROB. INF. PROB. INF.
PROB. INF. PROB. INF.
Carga anual
(ANUAL)
(DIARIA)
(ANUAL)
(huevos/mL) (mL/día) (DIARIA)
1,17E-02
2,40E-03
7,44E-03
9,43E-04
2,09E-02
9,63E-03
6,16E-03
5,84E-04
5,10E-03
5,19E-03
0,4
0,7
0,9
0,7
0,4
0,1
0,7
0,6
1
0,9
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,080
0,029
0,112
0,012
0,138
0,017
0,074
0,006
0,086
0,079
6
1,12E-05
4,10E-06
1,57E-05
1,63E-06
1,93E-05
2,37E-06
1,03E-05
8,67E-07
1,21E-05
1,11E-05
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,13
0,05
0,18
0,02
0,22
0,03
0,12
0,01
0,14
0,13
Carga
Anual
1,82E-05
6,79E-06
2,52E-05
2,72E-06
3,07E-05
3,94E-06
1,68E-05
1,45E-06
1,97E-05
1,81E-05
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
Se sacó un promedio de las probabilidades para cada Modelo
Modelo Exponencial
(
)
(
)
Modelo Beta Poisson
(
(
)
)
Ya que la menor desviación la tenemos con el Modelo de Beta-Poisson, este sería el
modelo más acertado a usar.
Según la OMS la Carga Anual debería ser menor a 1*10-4, podemos observar en la Fig. 3.
la mayoría de los datos se encuentran en un rango menor. Por lo que el riesgo para este
parasito es aceptable.
Fig. 3
Carga Anual
(Cryptosporidium con el Modelo Beta-Poisson)
350
Frecuencia
300
250
200
150
100
50
0
Carga Anual
7
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
Áscaris
Para este caso ya tenemos los datos de α y N50, (Mara et al., 2010) 0.104 y 859
respectivamente, así que con la Simulación Monte Carlo obtenemos 1000 datos
aleatoriamente (Tabla 3).
Tabla 3
ASCARIS
BETA-POISSON (Mara et al.,2010)
0
Dosis
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,043
0,090
0,041
0,034
0,007
0,022
0,086
0,029
0,007
0,042
PROB. INF.
(DIARIA)
0,01
0,01
0,01
0,00
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,01
c
V
(huevos/mL) (mL/día)
0,144
0,5
0,152
1
0,139
0,5
0,115
0,5
0,124
0,1
0,124
0,3
0,162
0,9
0,122
0,4
0,117
0,1
0,141
0,5
PROB. INF.
Carga Anual
(ANUAL)
0,83
0,00012
0,97
0,00014
0,82
0,00012
0,76
0,00011
0,27
0,00004
0,61
0,00008
0,97
0,00014
0,70
0,00010
0,26
0,00004
0,83
0,00012
Se sacó un promedio de las Probabilidades
Modelo Beta Poisson
(
)
(
)
En el caso de Áscaris la mayor concentración se encuentra en un rango >1*10 -4 lo que no
es aceptable como se muestra en la Fig. 4.
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Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha
Fig. 4
Frecuencia
Carga Anual
(Ascaris con el Modelo Beta-Poisson)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Carga Anual
5.- RECOMENDACIONES
Si bien la infección por Áscaris y Cryptosporidium se presenta por ingestión y el volumen
ingestado diariamente (entre 0,1 a 1 ml) es mínimo, tomando en cuenta que los operarios
trabajan aproximadamente 310 días al año y están expuestos a pequeñas dosis infectiva
diarias, por lo que las probabilidades de infección anual son de 7% para Cryptosporidium
y 74% para Áscaris demostrando un alto nivel de riesgo asociados al uso del agua del Rio
Rocha por parte de los operarios. Y considerando que además para el caso particular de
Áscaris la carga anual está por encima del parámetro establecido por la OMS, es
importante recomendar una serie de intervenciones.
Hay varios factores que se deben solucionar para mitigar el nivel de riesgo. En primer
lugar las costumbres y usos de las aguas del Rio Rocha son difíciles de cambiar porque
no hay reglamentación específica sobre el uso y la calidad de las aguas residuales para el
lavado de autos. Segundo no existe una educación o capacitación, respecto a riesgos en la
salud y el manipuleo de las aguas residuales a los operarios. Por tanto se recomienda:


Establecer un marco institucional metropolitano que permita normar la
eliminación de residuos, el uso adecuado y aprovechamiento de las aguas
residuales.
Realizar campañas de sensibilización y concientización en gestión, manejo y
reciclado de residuos y agua, en las poblaciones de Sacaba, Cochabamba,
Quillacollo, Vinto, Suticollo, Parotani, Capinota y otras aledañas al cauce del rio.
9
Lavado de Autos con Agua del Rio Rocha





Realizar campañas de sensibilización a los operadores sobre el riesgo de infección
que corren al realizar el lavado de autos con aguas del Rio Rocha.
Recomendarles el uso de ropa de trabajo y accesorios como guantes, barbijo y
gafas protectoras para evitar la ingesta accidental evitando así infecciones futuras.
Así mismo, tener un cambio de ropa después de su trabajo.
Hacer pozos profundos para poder disminuir la carga microbiana.
Lávese las manos con agua tibia y jabón antes de manipular alimentos.
Realizar estudios especializados para tratar el agua del Rio Rocha y disminuir el
Riesgo de infección posibilitando monitoreo y evaluaciones microbiológicas
periódicas.
6.- REFERENCIAS
Centro de Aguas y Saneamiento Ambiental (CASA). (2014). Resultados preliminares del
proyecto PEER 2012
– 2014.
Howard, G., Pedley, S., Tibatemwa, S. (2006). “Quantitative microbial risk assessment to
estimate health risks attributable to water supply: Can the technique be applied in
developing countries with limited data?” Journal of Water and Health, 4, 49–65.
Mara, D., Sleigh, A. (2010). “Estimation of Ascaris infection risks in children under 15
from the consumption of wastewater-irrigated carrots.” Journal of Water and Health, 8(1),
35–38
Moscoso, O., Coronado, O. (2002). Sistemas Integrados de Tratamiento y Uso de Aguas
Residuales en América Latina: Realidad y Potencial - Estudio Complementario del Caso
Cochabamba, Bolivia. Convenio IDRC-OPS/HEP/CEPIS.
Zaneti, R., Etchepare, R., Rubio, J. (2012). “More environmentally friendly vehicle
washes: water reclamation.” Journal of Cleaner Production, 37, 115–124.
Messner, M.J., Chappell, C.L. & Okhuysen, P.C., 2001. Risk assessment for
Cryptosporidium: a hierarchical Bayesian analysis of human dose response data.
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