Clase Aire

7/23/2019 Clase Aire

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, QUMICAS YNATURALES

MICROBIOLOGIA AMBIENTAL

CARRERA: INGENIERA QUMICACTEDRA: TECNOLOGA PARA EL MEDIO AMBIENTE Y LA SALUD

PROFESOR RESPONSABLE CTEDRA: Mg.Ing. CARLOS S. JEJERJEFE DE TRABAJO PRCTICOS: Mg CECILA PUCHALSKIAUXILIARES.: Mg. JEANNETTE BAUMANN- CARLA SILVA

-2014-


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Microbiologa del aire. Introduccin

El aire contiene en suspensin diferentes tipos de microorganismos,

especialmente bacterias y hongos. La presencia de uno u otro tipo depende del origen,

de la direccin e intensidad de las corrientes de aire y de la supervivencia del

microorganismo.

Algunos microorganismos se encuentran en forma de clulas vegetativas, pero

son ms frecuente las formas esporuladas, ya que las esporas son metablicamente

menos activas y sobreviven mejor en la atmsfera porque soportan la desecacin. Las

esporas son producidas por hongos, algas, lquenes, algunos protozoos y algunas

bacterias.

Los microorganismos se encuentran presentes en todos los ambientes: en el aire,

en el agua, en la superficie de los objetos e incluso sobre nuestra piel. Debido a ello

pueden ser causa tanto de contaminacin de alimentos como de infecciones en el

hombre (patologas respiratorias, etc.).

El nmero de microorganismos en la atmsfera cambia segn la altura (10 -

104/m3), obtenindose mayor cantidad junto al suelo, sobre todo en los dos metros

inferiores, que constituyen el microclima del hombre. A partir de los 200 metros

disminuyen en cantidad y se hacen an ms escasos hasta los 5.000 metros. Es muy

rara la presencia de estos microorganismos hasta el lmite de la troposfera y no se

encuentran en la estratosfera.

El tiempo que permanecen los microorganismos en el aire depende de la forma,

tamao y peso del microorganismo, como as tambin de la existencia y potencia de lascorrientes areas que los sostienen y los elevan. Los factores adversos son los

obstculos que se oponen a los vientos y disminuyen su velocidad y potencia de

arrastre, como as tambin las precipitaciones, que arrastran al suelo las partculas

suspendidas.


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Tipos de microorganismos

En el aire se aslan frecuentemente bacterias esporuladas de los gneros Bacillus,

Clostridium y Actinomicetos. Entre las bacterias tambin son muy frecuentes los

bacilos pleomrficos Gram positivos (Corynebacterium) y los cocos Gram positivos

(Micrococcus y Staphylococcus). Los bacilos Gram negativos (Flavobacterium,

Alcaligenes) se encuentran en menor proporcin y disminuyen con la altura.

Entre los hongos, elCladosporiumes el predominante en el aire, tanto sobre la

tierra como sobre el mar, aunque tambin es frecuente encontrar otros mohos, como

Aspergillus, Penicillium, Alternaria y Mucor y la levaduraRhodotorula.

Los virus tambin pueden encontrarse en el aire y ser transportados por l.

Numerosos virus humanos (Orto y Paramixovirus, Poxvirus, Picornavirus) se

transmiten por va respiratoria, principalmente en ambientes cerrados, y pueden

formarse bioaerosoles de virus entricos en las plantas de tratamiento de aguas

residuales. Por otro lado, pueden encontrarse virus de vegetales en aerosoles

procedentes de plantas infectadas.

Factores de supervivencia.

Las condiciones fsico-qumicas de la atmsfera no favorecen el crecimiento ni

la supervivencia de los microorganismos por lo que la mayora solo pueden sobrevivir

en ella durante un breve perodo de tiempo.

La supervivencia de las bacterias es variable, debido a su diversidad estructural y

metablica. En general, las bacterias Gram positivas son ms resistentes que las Gramnegativas ya que su pared celular es ms gruesa. Por ejemplo, en aire seco algunas

especies de Bacillus y Clostridium son capaces de sobrevivir ms de 200 aos,

Mycobacteriumun mes y Salmonella slo diez minutos.

Los virus son en general, ms resistentes que las bacterias en las condiciones

ambientales.


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Los principales factores que intervienen son

Humedad relativa

Es el factor ms importante. Cuando la humedad relativa del aire decrece,

disminuye el agua disponible para los microorganismos, lo que causa deshidratacin y

por tanto la inactivacin de muchos de ellos. La desecacin puede causar una prdida de

viabilidad en las capas ms bajas de la atmsfera, especialmente durante el da. A

mayores altitudes, las condiciones son ms favorables por la evaporacin y algunas

esporas pueden germinar en las nubes.

La humedad relativa de la atmsfera vara de un 10-20 % en las regiones

desrticas. El lmite menor para el crecimiento de hongos es del 65 %.

Las bacterias requieren una mayor humedad. Las Gram negativas resisten peor

la desecacin que las positivas; esto se refleja en que existe poca evidencia de

transmisin por el aire de bacterias Gram negativas, con la excepcin de Legionella

Temperatura

Est muy relacionada con la humedad relativa, por lo que es difcil separar los

efectos que producen ambas.

La congelacin no destruye los microorganismos pero evita que estos se

multipliquen. Por su parte, las altas temperaturas disminuyen la viabilidad de los

microorganismos.

Oxgeno

Se ha observado una correlacin negativa entre la concentracin de oxgeno y la

viabilidad, que aumenta con la deshidratacin y el tiempo de exposicin. La causa de la

inactivacin podran ser los radicales libres de oxgeno.

Materia orgnica

La atmsfera contiene muy poca concentracin de materia orgnica, y en la

mayora de los casos, es insuficiente para permitir el crecimiento heterotrfico.

El agua disponible es escasa por lo que, incluso el crecimiento de

microorganismos auttrofos est limitado.


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Radiaciones

La inactivacin que producen en los microorganismos depende de la longitud de

onda e intensidad de la radiacin. Las de longitud de onda corta (rayos X, rayos ()

contienen ms energa, son ionizantes y alteran o destruyen el DNA de los

microorganismos. Otros factores, como la humedad relativa, concentracin de oxgeno

y la presencia de otros gases, influyen en el efecto que producen las radiaciones sobre

los microorganismos. La forma de interaccin es poco conocida, pero la desecacin y

congelacin pueden proteger a los organismos de las radiaciones.

La exposicin a radiaciones de corta longitud de onda, como la luz ultravioleta,

es la principal causa de prdida de viabilidad de los microorganismos que entran en la

atmsfera. Las radiaciones ultravioletas aumentan con la altura, debido a una menor

retencin, lo que causa mutaciones y la muerte de los microorganismos. Algunos se

protegen de los efectos letales de la radiacin por los pigmentos que producen, as como

por el polvo y las gotas de saliva y moco, debido al escaso poder de penetracin de la

luz ultravioleta.

En la estratosfera hay una capa con una elevada concentracin de ozono que

absorbe la radiacin ultravioleta protegiendo as a la superficie de la tierra del exceso de

radiacin. Esto tambin constituye una barrera al ingreso de microorganismos vivos

procedentes de la troposfera ya que estos quedan expuestos largos periodos a las

radiaciones UV.

Control microbiolgico del aire: Tipos de muestreos.La evaluacin de la calidad microbiolgica del ambiente nos indica la cantidad

de microorganismos que estn presentes en un rea determinada. Mientras ms limpia

es un rea, menor ser el nmero de microorganismos presentes en el aire de la misma.

Los microorganismos generalmente no estn flotando en el aire sino que se

encuentran sobre partculas inertes, por ejemplo polvo, gotas de agua, etc. que le sirven

como medio de transporte, y pueden encontrarse aislados o agregados. Algunas de estas

partculas pueden depositarse sobre las superficies.


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Las personas tambin son una fuente de contaminacin, ya que liberan gran

cantidad de partculas al moverse, toser, estornudar, por exfoliacin de la piel, etc.

Algunas de estas partculas llevan microorganismos que podran contaminar el material

con el que estamos trabajando. Por lo anteriormente expuesto es necesario determinar la

calidad microbiolgica del aire, las superficies y el personal.

La obtencin de muestras representativas de ciertos productos o elementos

relacionados con la industria se vuelve difcil debido a la heterogeneidad, tanto espacial

como temporal. Los microorganismos se encuentran en cualquier parte de la industria.

La mayora de veces se instalan en lugares de difcil acceso lo que garantiza su

supervivencia (grietas, juntas, recovecos, etc).

Muestreo del aire:

Tcnica de sedimentacin por gravedad

El mtodo de sedimentacin en placa Petri ha sido el ms ampliamente utilizado

desde que Frankland y Hart lo emplearan por primera vez en 1887. Las placas con

medio de cultivo estril, permanecen abiertas durante determinados perodos de tiempo,

permitiendo la sedimentacin de los microorganismos.

Este mtodo es sencillo y econmico. Tiene la ventaja de que se pueden

identificar de los cultivos los microorganismos viables, pero su interpretacin es difcil

porque no pueden relacionarse con el volumen de aire muestreado. La deposicin vara

con el tamao y forma de los microorganismos, la velocidad y la turbulencia del aire.

El mtodo no es cualitativa ni cuantitativamente exacto y detecta principalmente

los microorganismos que ms persisten en el aire, no detectndose, sin embargo, los

microorganismos ms pequeos.

Filtracin

La filtracin se realiza a travs de un material poroso, fibra de vidrio, alginato o

filtros de membrana (stos son los ms utilizados en la actualidad). Los filtros recogen

los microorganismos por sedimentacin, impacto, difusin o atraccin electrosttica,

dependiendo del tipo. Los filtros de membrana utilizados son de policarbonato, steres

de celulosa o cloruro de polivinilo, con un dimetro de poro desde 0,01 a 10 m, segn

la naturaleza de los bioaerosoles.


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Para realizar la filtracin se han diseado aparatos porttiles con una bomba de

vaco y un flujo de aire de 1 a 50 litros por minuto (Millipore).

Entre los problemas que destacan, encontramos la prdida de viabilidad de las

clulas vegetativas debido a la desecacin durante el muestreo. En las muestras

obtenidas en los filtros de membrana se pueden estudiar los microorganismos por

microscopa o por cultivo, colocando los filtros en medios de cultivo slidos, para

determinar el nmero de colonias.

Impacto sobre superficies slidas

El motor funciona por medio de bateras y succiona un flujo de aire de 40 L

min.-1 (figura 5). Es un equipo pequeo y de fcil manejo, por lo que su uso se ha

popularizado especialmente en la evaluacin de la calidad microbiolgica de ambientes

hospitalarios. Sin embargo, no es un equipo recomendado para el muestreo de

ambientes ocupacionales ya que la superficie de las tiras de agar se saturan fcilmente.

Esta tcnica es la ms usada en la actualidad. El aire es succionado por el rotor

del muestreador, que al girar crea una fuerza centrfuga y ocasiona la impactacin de las

partculas sobre un medio de cultivo slido contenido en: placas de Petri de distinto

tamao, en tiras de plstico y en placas de contacto. Despus de la incubacin, se puede

realizar el recuento e identificacin de los microorganismos.

El proceso de impacto depende de las propiedades de inercia de la partcula

(tamao, densidad y velocidad) y de las propiedades fsicas del aparato tales como las

dimensiones de la boquilla y el recorrido del flujo de aire.

Se han diseado una gran variedad de aparatos que difieren por el nmero de

boquillas o impactores, y por el tamao, as como el nmero de pasos o etapas por las

que pasa el aire. Basados en estas tcnicas, actualmente existen en el mercado aparatos

fcilmente transportables que se alimentan con pilas para tomar muestras de campo,como el muestreador centrfugo Reuter RCS Plus (Biotest), el Air Ideal (bioMrieux) o

los sistemas SAS y Microflow. El flujo de aire vara en los distintos aparatos, desde 10

hasta 700 litros por minuto.


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Impactadores en lquido

El fundamento es similar al impacto sobre medios slidos y la fuerza de inercia es

esencial para separar los microorganismos contenidos en el aire y que se depositen en el

medio lquido. El flujo de aire puede ser de 12,5 20 litros por minuto. Este mtodo

tambin requiere una bomba de vaco.

Estos dispositivos, tambin llamados de trampa lquida, hacen pasar el aire mediante

un aspirador, a travs de lquidos (generalmente soluciones tampn diluidas) que

retienen los microorganismos. Este lquido puede sembrarse en placa para determinar el

nmero de microorganismos, examinarse microscpicamente

Una alternativa es el muestreador conocido como MSLI (multistage all glass liquid

impinger) y se presenta en tres tamaos que colectan 55, 20 y 10 L min-1 por medio de

una bomba de vaco. Las partculas suspendidas en la corriente de aire se separan en tres

fracciones, que corresponden por su tamao, a la depositacin en la regin

extratorcica, bronquial y alveolar del tracto respiratorio


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Muestreo de superficies inertes y vivas:

Mtodo del Hisopo

Se utiliza para superficies inertes regulares e irregulares, tales como tabla de

picar, bandejas, mesas de trabajo, utensilios, cuchillas de equipos, cortadora de

embutidos, cortadora de pan de molde, fajas transportadoras, tolvas, mezcladoras, pisos,

paredes y otros.

Consiste en la frotacin del rea delimitada con un hisopo. Tras el hisopado se

introduce el mismo en una solucin diluyente a partir del cual se realizaran los ensayos

microbiolgicos. Los resultados se expresan como unidades formadoras de colonias por

centmetro cuadrado (UFC/cm2).

Mtodo de la Esponja

El mtodo de la esponja se utiliza preferentemente para muestrear superficies demayor rea. Consiste en frotar con una esponja estril, previamente humedecida en una

solucin diluyente, el rea determinada en el muestreo.

Mtodo del Enjuague

Se utiliza para superficies vivas (manos) y para objetos pequeos o para el

muestreo de superficies interiores de envases, botellas, bolsas de plstico, etc.


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Dependiendo de la muestra, el mtodo consiste en realizar un enjuague (botellas,

frascos, utensilios, similares) o inmersin (manos, objetos pequeos) en una solucin

diluyente.

Mtodo de la placa de contacto

Consiste en hacer contactar la superficie a analizar de forma directa con el medio

de cultivo, el cual posteriormente se incuba para realizar el recuento.

Desventaja de los mtodos

Las placas de contacto no son las ms adecuadas para control de superficies, ya

que solamente pueden aplicarse sobre reas llanas, lisas y con recuentos bacterianos

bajos ya que no pueden realizarse diluciones. Otra desventaja que presentan es que no

permite el estudio de biofilms adheridos a las superficies ya que para su determinacin

es necesario que se produzca la ruptura de su estructura.

Respecto a la tcnica de hisopado, la desventaja radica en que hay variaciones

individuales de hisopar las superficies. Es por ello que no suele ser reproducible, ya que

se observaron diferentes recuentos por rea de muestra. Otro inconveniente es que no se

recupera bien los microorganismos y biofilms, pudiendo quedarse adheridos al

capuchn y no ser transferidos al medio liquido. Esto puede evitarse humedeciendo

previamente el hisopo en la solucin salina antes de tomar la muestra y luego agitar

enrgicamente para transferir los microorganismos al medio liquido.

Procedimiento para la seleccin de la muestra

El procedimiento para seleccionar las muestras, debe estar en funcin de los riesgos

sanitarios relacionados a las diferentes etapas del procesamiento ya sea de fabricacin,

elaboracin, expendio, etc.

En fbricas de alimentos y bebidas

a) Superficies inertes

Se seleccionarn aquellas que estn o tendrn contacto directo con los alimentos que no

sern sometidos a un proceso trmico posterior u otro que disminuya la carga

microbiana.


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b) Superficies vivas

Se seleccionarn a los manipuladores de alimentos, con o sin guantes, que estn en

contacto directo con los alimentos que no sern sometidos a un proceso trmico

posterior u otro tratamiento que diminuya la carga microbiana.

En establecimientos de elaboracin y expendio

a) Superficies inertes

Se seleccionarn aquellas superficies que estn en contacto con los alimentos destinados

al consumo directo, como utensilios, vajilla, superficies de corte, menaje, equipos, entre

otros.

b) Superficies vivas

Se seleccionarn las manos de los manipuladores, con o sin guantes, que estn en

contacto con los alimentos destinados al consumo directo.

Enfermedades transmitidas por el aire.

Gran nmero de infecciones humanas y animales se trasmiten por el aire y

causan enfermedad, principalmente, en el aparato respiratorio. Las enfermedades

respiratorias tienen una gran importancia socio econmica ya que se trasmiten

fcilmente a travs de las actividades normales del hombre y son las ms frecuentes en

la comunidad. Las principales afecciones son la rinitis alrgica y el asma.

Se caracterizan por su tendencia a causar epidemias, siendo mas frecuentes

durante el otoo y el invierno, cuando las personas se renen en recintos cerrados. Los

microorganismos causales se trasmiten por las secreciones de la nariz y la garganta yson diseminados por la tos, los estornudos y la conversacin pudiendo alcanzar una

velocidad de 300 km/h.

La concentracin de bioaerosoles en el exterior es mayor que la existente en los

interiores; sin embargo la posibilidad de infeccin para la poblacin general en los

ambientes externos es menor. La entrada de bioaerosoles a los ambientes representa un

peligro importante principalmente en los hospitales, en los que los pacientes con


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problemas inmunes pueden ser afectados tanto por los microorganismos patgenos

como por los oportunistas presentes en estos.

Hay numerosas enfermedades bacterianas trasmitidas por el aire que se resumen

en la tabla 1. Estn producidas, principalmente, por bacterias Gram positivas debido a

su mayor supervivencia en el aire. Afectan al tracto respiratorio superior (faringitis,

epiglotitis, difteria) e inferior (bronquitis, neumonas, tosferina, tuberculosis) o, desde

ste pasan a sangre y otros rganos (meningitis, carbunco pulmonar, fiebre Q, peste).

Tabla 1: Enfermedades bacterianas transmitidas por el aire

Tabla 2: Enfermedades vricas transmitidas por el aire

Enfermedades Gneros y especiesAmigdalitis, faringitis, bronquitis, escarlatina Streptococcus pyogenes

Difteria Corynebacterium diphtheriae

Streptococcus pneumoniaeStaphylococcus aureus

Neumona clsica

Klebsiella pneumoniae

Mycoplasma pneumoniae

Chlamydophila pneumoniae

Neumona atpica, bronquitis

Chlamydophila psittaci

Meningitis Neisseria meningitidis

Meningitis, epiglotitis, neumona Haemophilus influenzae

Tosferina Bordetella pertussis

Tuberculosis Mycobacterium tuberculosis

Legionelosis Legionella pneumophila

Actinomicosis Actinomyces israelii

Nocardiosis Nocardia asteroides

Fiebre Q Coxiella burnetii

Carbunco pulmonar Bacillus anthracisPeste Yersinia

VrusEnfermedades

Familia Gnero

Resfriado comn Picornaviridae Rhinovirus

Adenoviridae MastadenovirusGripe Orthomyxoviridae Influenzavirus

Bronquitis, neumona Paramyxoviridae Adenoviridae

Bunyaviridae

Pneumovirus

MastadenovirusHantavirus

Sarampin Paramyxoviridae Morbillivirus

Parotiditis Paramyxoviridae Rubulavirus

Poliomielitis Picornaviridae Enterovirus

Viruela Poxviridae Orthopoxvirus

Varicela Herpesviridae Varicellovirus

Rubeola Togaviridae Rubivirus

Rabia Rhabdoviridae Lyssavirus

Gastroenteritis Reoviridae Rotavirus

Caliciviridae Virus Norwalk


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Los hongos ambientales se encuentran ampliamente distribuidos en la

naturaleza, creciendo habitualmente en el suelo, aire y a expensas de la vegetacin. Se

aslan en muestras de aire, sistemas de aire acondicionado, en superficies, alimentos,

plantas ornamentales, celulosa de muebles, papel de las paredes y polvo. Se puede

encontrar rutinariamente en el aire de hospitales y medio ambiente del interior de

edificios. Su concentracin aumenta durante la realizacin de obras.

Se han conseguido identificar a ms de 200.000 especies de hongos. Sin

embargo se conocen menos de 200 especies que produzcan infecciones humanas, siendo

en el 90% de las micosis atribuidas slo a una docena., de las cuales en el 80% son del

gneroAspergillus.

Tabla 3: Enfermedades fngicas transmitidas por el aire

Enfermedades Hongos

Neumonas Pneumocystis cariniiCryptococcus neoformans

Blastomyces dermatitidis

Histoplasma capsulatum

Coccidioides immitis

Micosis sistmicas

Aspergillus fumigatus

SerpulaPenicillium

CladosporiumMucor

AspergillusPuccinia

Hipersensibilidad

AlternariaBotrytis

Stachybotrys

Aspergillus

Micotoxicosis

Fusarium

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