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CARACTERIZACIÓN MICROBIOLÓGICA DEL MATERIAL
PARTICULADO COMO FACTOR DE RIESGO SOBRE LA
SALUD EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA
LUIS CAMILO BLANCO BECERRA INGENIERO AMBIENTAL Y
SANITARIO
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CONTENIDO

• ANTECEDENTES
• OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
• METODOLOGÍA
• ANÁLISIS DE RESULTADOS
• CONCLUSIONES
• RECOMENDACIONES

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ANTECEDENTES

• MATERIAL PARTICULADO Son las partículas sólidas
  o líquidas del aire, se incluyen contaminantes
  primarios como el polvo y hollín y contaminantes
  secundarios como partículas líquidas producidas
  por la condensación de vapores (aerosoles).
• Diferentes estudios epidemiológicos han
  relacionado las afecciones respiratorias (I.R.A)
  con el Material Particulado (PM10 y PM2.5),
  debido a que por su tamaño pueden ingresar hasta
  las vías respiratorias inferiores.

• .

• Ubicación localidad Puente Aranda
• Concentraciones de PM10 en la localidad
• Meteorología de la zona
• Morbilidad
• Estudios epidemiológicos

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BOGOTÁ D.C.

LOCALIZACIÓN

• Área 1724 Hectáreas
• 41 uso industrial
• 46 uso residencial
• 13 sin urbanizar.
• Población 360.908 habitantes
• 25 niños menores de 14 años
• 10 ancianos
• Vías importantes
• Al Norte Av. de la Américas
• Al Sureste Av. Ciudad de Quito y Autopista Sur
• Al Oeste Av. 68

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CONCENTRACIÓN DE PM10

• Las estaciones Merck, Cazuca y Fontibón
  excedieron la norma establecida por el DAMA para
  24 horas en cuanto a PM10, 431 veces durante el
  año 2000.
• En el transcurso de los años siguientes se ha
  conservado una tendencia en cuanto a la
  excedencia de la norma diaria (170 µg/m3) en
  estas estaciones, sumado a que en cada informe
  mensual se señala que la estación Merck S.A
  supera siempre el 50 de la misma.

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ESTACIONES MONITOREO CALIDAD DEL AIRE LOCALIDAD
PUENTE ARANDA
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CONDICIONES METEOROLÓGICAS

• Dirección del viento
• SE-S (centro occidente).
• W-NW (sur occidente).
• Velocidad viento baja en horas de la mañana y
  alta en horas de la tarde.
• Temperatura de 14 C en promedio para la
  localidad.

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MORBILIDAD PUENTE ARANDA

• La morbilidad provocada por IRA, ocupa el
  primer lugar con un 29 de las consultas externas
  en menores de un año, con un 2.1 clasificadas
  como bronquitis, enfisema y asma, igual posición
  ocupa en el grupo de 1 a 4 años con un 25,2 de
  consultas por IRA y un 2.9 de neumonías (Unidad
  Primaria de Atención Puente Aranda 1996).

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ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS

• Pontificia Universidad Javeriana 1999
• Las concentraciones de PM10, superan el valor
  máximo anual y diario permitido en la legislación
  internacional, lo cual demuestra que los efectos
  en los niños residentes en el sector pueden ser
  atribuidos al incumplimiento de dichos valores.
• Un incremento de 10 µg/m3 en la concentración
  de PM10 produce un aumento de por lo menos el 8
  en el número de consultas por enfermedad
  respiratoria en los niños menores de 14 años.

• Univesidad del Bosque 1997
• La concentración de PM10 promedio en la zona es
  alta 98,96 µg/m3, incumpliendo la norma de la OMS
  y la EPA de 50 µg/m3 para un año, con un máximo
  de 150 µg/m3 para 24 horas una vez al año.
• La alta concentración de PM10 en la zona, es un
  vehículo facilitador, para que se presenten
  problemas respiratorios por bajas concentraciones
  de NO2 y SO2..

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OBJETIVOS

• GENERAL
• Determinar la composición microbiológica del
  material particulado en la localidad de Puente
  Aranda.
• ESPECÍFICOS
• Identificar las diferentes fuentes, tanto fijas
  como móviles, que generan emisiones de material
  particulado en la localidad de Puente Aranda.
• Identificar las condiciones meteorológicas
  presentes en la localidad y sus alrededores, que
  puedan brindar información sobre el
  comportamiento del material particulado en la
  zona de estudio.
• Analizar si existe relación entre material
  particulado y microorganismos.
• Establecer el factor de riesgo por la presencia
  de microorganismos dentro del material
  particulado, en cuanto a la prevalencia de
  enfermedades respiratorias en los grupos más
  susceptibles dentro de la comunidad de Puente
  Aranda.

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EVOLUCIÓN DE LA MORBILIDAD, BOGOTÁ D.C. 1986-1999
Fuente Secretaria de Salud 2000
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METODOLOGÍA
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PUNTO DE MUESTREO MERCK S.A

• Estación de calidad del aire.
• Altura de la estación (20 m cota terreno) y
  distribución de industrias circundantes.
• Facilidad de toma de muestras microbiológicas
  en la estación.
• Cercania a vías de alto flujo vehicular.

Estación DAMAIRE MERCK S.A
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PUNTO DE MUESTREO COLOR KIDS LTDA.

• Zona exclusivamente residencial.
• Lugar más alto dentro de su zona de influencia.
• Evaluación de condiciones de turbulencia.
• Cercania a el punto Merck S.A

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UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE MUESTREO
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SELECCIÓN DE LOS MESES, DÍAS Y HORAS DE MUESTREO
Concentraciones PM10 estación Merck S.A 2001-2002
Fuente DAMA 2003

• Meses
• Enero Abril
• Septiembre Diciembre
• Meses selecionados
• Febrero 18 Mayo 14
• 6 Semanas (24 días)

• Hora
• 800 1000 a.m
• 200 400 p.m
• 900 1200 p.m
• Velocidad del viento

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MÉTODOS PARA LA TOMA DE MUESTRAS MICROBIOLÓGICAS

• Impactación Directa Recolección de partículas
  por choque con los medios de cultivo.
• Succión Equipo MAS- 100,
• Anemómetro incorporado para compensación
  volumétrica automática.
• Caudal de 100 litros por minuto, cumpliendo con
  las exigencias impuestas por directivas
  internacionales.
• La velocidad de los microorganismos sobre la
  superficie de agar es de 11 metros por segundo
  esta velocidad garantiza la recolección de todas
  las partículas de tamaño superior a 1 ?m. 
• 1000 litros , 10 minutos.         

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RESULTADOS Y ANÁLISIS

• Primera y segunda semanas de muestreo.
• Tercera y cuarta semanas de muestreo.
• Quinta y sexta semanas de muestreo.
• Frecuencia de aparición e incidencia de los
  microorganismos encontrados.

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ANÁLISIS DE RESULTADOS PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA
DE MUESTREO

• Concentraciones horarias de PM10 Mañana 171
  402 µg/m3
• 
  Tarde Máximo de 163 µg/m3
• Febrero 21 se excede la norma diaria. 194
  µg/m3
• Velocidad 0.5 a 2.6 m/s en horas de la mañana
• Máximo de 6.4 m/s en
  horas de la tarde
• Temperatura Mayor en horas de la tarde en
  comparación con horas matutinas.
• Dirección del viento
• Predominancia hacia el sector sur occidente
  (SWNW), con aporte centro occidente (SE-SW).

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ANÁLISIS DE RESULTADOS PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA
DE MUESTREO

• Impactación Directa. Mayor desarrollo de
  colonias en horas de la tarde.
• Relación inversa entre partícula y
  microorganismos.
• Mayor desarrollo de colonias en el punto Color
  Kids en comparación con Merck S.A.

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NÚMERO DE COLONIAS EN LOS MEDIOS DE CULTIVO
PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA DE MUESTREO
Fuente el autor 2003
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ANÁLISIS DE RESULTADOS PRIMERA Y SEGUNDA SEMANA
DE MUESTREO
ICARO MUNDO AVENTURA
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CONCENTRACIONES DE PM10 DIARIAS DURANTE LOS DÍAS
DE MUESTREO PUNTO MERCK S.A
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VELOCIDAD PROMEDIO DEL VIENTO DURANTE LOS DÍAS DE
MUESTREO PUNTO MERCK S.A
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ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE
MUESTREO

• Concentraciones horarias de PM10 Mañana 99
  204 µg/m3
• 
  Tarde Máximo de 105 µg/m3
• Velocidad 0.8 a 1.8 m/s en horas de la mañana
• Máximo de 5.4 m/s en
  horas de la tarde
• Temperatura Mayor en horas de la tarde en
  comparación con horas matutinas.
• Dirección del viento
• Se ubicó entre los sectores sur occidente (SWNW)
  y centro occidente (SE-SW).

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ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE
MUESTREO

• MAS-100. Mayor desarrollo de colonias en horas
  de la mañana.
• Relación directa entre partícula y
  microorganismos.
• Mayor desarrollo de colonias en el punto Color
  Kids en comparación con Merck S.A.
• Identificación de E. coli en Color Kids.

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ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE
MUESTREO
Fuente el autor 2003
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ANÁLISIS DE RESULTADOS TERCERA Y CUARTA SEMANA DE
MUESTREO
ZONA COMPRENDIDA ENTRE LAS COMPONENTES E SE
(COLOR KIDS)
Torre Colpatria
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ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE
MUESTREO

• Concentraciones horarias de PM10 Mañana 67
  140 µg/m3
• 
  Tarde Máximo de 78 µg/m3
• En Abril 29 se excede la norma diaria. 167
  µg/m3
• Velocidad 3.4 a 5 m/s en horas de la mañana
• Máximo de 6.6 m/s en
  horas de la tarde
• Temperatura Mayor en horas de la tarde en
  comparación con horas matutinas.
• Dirección del viento Predominancia hacia el
  sector centro occidente (E-SW).

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ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE
MUESTREO

• MAS-100. Relación directa entre partícula y
  microorganismos.
• Mayor desarrollo de colonias de Gram Negativos
  en Color Kids.
• Día 29 de Abril punto Color Kids
• Dirección sur occidente
• Mañana Concentración horaria
• 395 µg/m3, velocidad de 1.2 m/s.
• TardeConcentración horaria 163 µg/m3,
  velocidad de 2.5 m/s.

• En todos los agares se presentó una marca en la
  superficie de los medios de cultivo, debida a la
  succión del equipo MAS-100, observando el
  desarrollo de colonias a partir de algunos puntos
  del agar.

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ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE
MUESTREO

• Presencia de partículas en los filtros de
  celulosa (29 de Abril).

TURBIDEZ EN LOS FILTROS DE CELULOSA UTILIZADOS
CON EL EQUIPO MAS-100
Fuente el autor 2003
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ANÁLISIS DE RESULTADOS QUINTA Y SEXTA SEMANA DE
MUESTREO
ZONA COMPRENDIDA ENTRE LAS COMPONENTES SE SW
(COLOR KIDS)
Cerro localidad San Cristóbal
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FRECUENCIA DE APARICIÓN E INCIDENCIA DE LOS
MICROORGANISMOS ENCONTRADOS

• Bacilos Gram Negativos
• Bacilos Gram Positivos
• Cocos Gram positivos
• Hongos y levaduras

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BACILOS GRAM NEGATIVOS
Microorganismo con comportamiento bioquímico
similar a Shigella
P. aeruginosa
K pneumonia
E. coli
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BACILOS GRAM POSITIVOS
Fuente el autor y Universidad del Estado de
Pennsylvania 2003
B. cereus
Corynebacterium
B. Gram Positivos
36
COCOS GRAM POSITIVOS
Fuente el autor y Universidad del Estado de
Pennsylvania 2003
Streptococccus
Staphylococcus aureus
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HONGOS Y LEVADURAS
Candida
Rhodoturula
A. niger
Aspergillus
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HONGOS Y LEVADURAS
Trichoderma
Botrytis
Fuente el autor y Universidad del Estado de
Pennsylvania 2003
Penicillium
Alternaria
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CONCLUSIONES

• Las industrias localizadas dentro de la
  localidad de Puente Aranda son contribuyentes
  importantes de emisiones para las concentraciones
  de PM10 medidas en el sector, sin embargo aunque
  generan un impacto en la zona, no son la fuente
  principal del contaminante de estudio, ya que la
  componente del viento que se deriva del sector
  sur-occidente, sumada a un aporte
  centro-occidente y las bajas velocidades
  presentes en horas de la mañana, para el primer
  trimestre del año, dan como resultado
  concentraciones horarias de PM10 altas, que al
  ser promediadas, pueden acercarse al valor de la
  norma diaria o exceder la misma.
• Los vientos presentes en horas de la tarde,
  para el primer trimestre del año, permiten la
  dilución y dispersión de PM10 en la zona de
  estudio, lo que limita los episodios de máxima
  concentración a horas de la mañana y en ocasiones
  a horas nocturnas, donde la disminución de la
  temperatura y las condiciones de estabilidad
  atmosférica son determinantes para la ocurrencia
  de este fenómeno, tal y como lo demuestra la
  información suministrada por el DAMA en años
  anteriores (2000 a 2002).

40
CONCLUSIONES

• Las concentraciones de PM10 y las condiciones
  meteorológicas durante los meses de muestreo en
  cuanto a precipitación, temperatura, dirección y
  velocidad del viento de la estación Merck S.A,
  fueron similares a las presentes durante los años
  2000 a 2002 en su primer semestre, lo cual
  conlleva a que los resultados obtendidos puedan
  ser comparativos con estos años, en los cuales la
  morbilidad por I.R.A en Puente Aranda fue alta.
• Mediante los muestreos realizados se pudo
  comprobar la relación partícula microorganismo,
  hecho que se corroboró el día 29 de Abril, en el
  que los agares y filtros de celulosa, presentaron
  en su superficie, una marca debida a las
  partículas que fueron succionadas por el equipo
  MAS-100, lo cual fue ratificado por análisis de
  turbidez en los filtros y en donde a partir de
  las huellas dejadas en los medios de cultivo, se
  observó un desarrollo de microorganismos.

41
CONCLUSIONES

• Aunque no se identificó Haemophilus influenzae
  y Streptococcus pneumoniae que son los causales
  más importantes de I.R.A según estudios
  realizados por el I.N.S, los microorganismos
  encontrados en los muestreos en general, se
  consideran patógenos oportunistas, que
  dependiendo de las circunstancias ambientales y
  del huésped, son capaces de generar problemas
  respiratorios o afectar la población en diversos
  aspectos de salúd pública. Estos resultados son
  significativos, teniendo en cuenta que no se han
  realizado estudios al respecto.
• En el punto de muestreo Color Kids se encontró
  un mayor desarrollo de Bacilos Gram (-) en
  comparación con el punto Merck, donde se destaca
  la aparición exclusiva de E. coli en el punto
  Color Kids este hecho se sustenta en la humedad
  relativa presente en el lugar de muestreo.
• Se observó un mayor desarrollo de
  microorganismos en los medios de cultivo
  empleados en el punto Color Kids,
  independientemente de la utilización del
  principio de impactación directa o el equipo
  MAS-100.

42
CONCLUSIONES

• La gran diversidad de hongos identificados con
  antecedentes de patogenicidad según trabajos
  realizados por la Universidad del Estado de
  Pennsylvania, puede justificar parte de los casos
  de alergias incluidos dentro de las IRAs, donde
  la partícula al rasgar, irritar y saturar los
  epitelios, facilitan que el hongo pueda encontrar
  las condiciones necesarias para la creación de un
  cuadro alérgico, sin olvidar el estado de salud
  del huésped.
• En general el factor de riesgo al que se
  encuentra expuesta la población, especialmente
  los niños y ancianos, es alta, ya que factores
  como las altas concentraciones de PM10 que tienen
  como origen las fuentes fijas y móviles de la
  localidad y sus alrededores, sumadas a la
  prevalencia de un gran porcentaje de
  microorganismos considerados como patógenos
  oportunistas, brinda las condiciones óptimas para
  la ocurrencia de I.R.A en la localidad.

43
RECOMENDACIONES

•  Continuar por parte del DAMA con el seguimiento
  a las industrias que son fuente de emisión dentro
  de la localidad, pero al mismo tiempo evaluar las
  condiciones de los sectores que con sus vientos
  contribuyen a las concentraciones de PM10
  registradas en la estación de calidad del aire
  Merck, para de esta manera crear estrategias que
  disminuyan el valor del contaminante, no solo
  trayendo un benéfico a la localidad de Puente
  Aranda, sino a las zonas sur y centro occidente
  de la ciudad, de donde se derivan los vientos que
  inciden en el área de estudio.
• La identificación de la especie con
  características bioquímicas similares a Shigella,
  presenta una gran relevancia dentro de aspectos
  de salúd pública, razón por la cual su
  tipificación con técnicas más exactas permitiría
  prevenir un problema que en el futuro seria de
  grandes proporciones.

44
RECOMENDACIONES

• Ya que se encontró una gran frecuencia de
  aparición de diferentes hongos considerados como
  patógenos oportunistas, que generan cuadros
  alérgicos en los huéspedes, es importante
  realizar estudios epidemiológicos que puedan
  llegar a comprobar la causalidad de cuadros de
  alergias y asma en la comunidad, con la presencia
  de los géneros de hongos identificados.
• La identificación de bacterias no
  esporoformadoras dentro de las muestras de aire,
  tales como E. coli, muestra un cambio en cuanto a
  los medios de transporte de algunos
  microorganismos, que obtienen condiciones que les
  permiten sobrevivir un mayor lapso de tiempo y a
  su vez poder generar problemas en la comunidad,
  por lo tanto evaluar su transporte por medio de
  aerosoles seria un aporte muy importante para
  prevenir posibles impactos en el ambiente.

45
RECOMENDACIONES

• Contemplar dentro estudios posteriores la
  evaluación de la variable meteorológica humedad
  relativa, la cual incide de una manera directa
  dentro del transporte de bacterias no
  esporoforadoras en forma de aerosoles.
• Realizar el estudio microbiológico del material
  particulado durante los meses de Septiembre a
  Diciembre, meses en los cuales las
  concentraciones de PM10 alcanzan valores altos,
  para así comparar la carga microbiana presente
  durante este periodo, con la obtenida en el
  presente estudio.
•  La identificación de Bacilo cereus y Clostridium
  spp (Bacilos Gram positivos), los cuales no
  presentan incidencia dentro de problemas
  respiratorios, si exhibe importancia dentro de
  las intoxicaciones alimentarías, razón por la
  cual deben ser contemplados en trabajos
  posteriores.