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El
Concreto Antibac Estudio
sobre su capacidad de inhibición microbiana
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Química Rosa Elba Rodríguez Camacho Los microorganismos
de tipo patógeno producen una serie de infecciones y enfermedades, tanto
en los seres humanos como en los animales, las cuales varían desde
infecciones leves hasta letales, por ejemplo, salmonellosis, cólera,
meningitis, sepsis, gastroenteritis, etcétera. Éstas pueden provocar
inclusive daños incalculables a industrias tales como la alimenticia,
ganadera, avícola y porcina.
La capacidad de reproducción de estos microorganismos es
impresionante. En condiciones ideales, una bacteria puede reproducirse
hasta llegar a los 281 trillones de bacterias en tan sólo 24 horas.
Los microorganismos se clasifican en Gram positivos y Gram negativos, según
su respuesta a la técnica de tinción de Gram. Este procedimiento se
denomina así por el histólogo holandés Christian Gram, quien lo
desarrolló en un intento por teñir bacterias en tejidos infectados.1
En las bacterias Gram positivas se encuentran las que provocan
supuraciones, infecciones en la piel y mucosas, como es el caso del
staphylococcus y el streptococcus. Las bacterias Gram negativas pueden
producir enfermedades tales como tifoidea, salmonellosis, infecciones
intestinales, como es el caso de las bacterias Escherichia Coli,
Salmonella o Klebsiella.
Existen tanto agentes físicos como químicos para eliminar o
evitar el crecimiento de los microorganismos. Los agentes químicos o
desinfectantes empleados para la sanitización y que tienen una acción
bactericida, biocida, fungicida o germicida, generalmente son a base de
compuestos fenólicos, glutaraldehído, compuestos de amonio, iones de
metales pesados como son las sales de mercurio, plata y cobre, pero
resultan demasiado perjudiciales para los tejidos humanos o de cualquier
ser vivo.
Puesto que los microorganismos se pueden depositar en cualquier
tipo de superficie y reproducirse en forma importante al encontrar el
medio propicio para desarrollarse, en los diferentes tipos de industria e
instituciones hospitalarias se emplean diversos agentes químicos para
sanitizar las áreas e instalaciones que requieren un alto grado de
sanidad.
Actualmente existen nuevos sistemas y productos que ayudan a
obtener instalaciones con mejores características de limpieza y sanidad,
en donde disminuye la posibilidad de favorecer el crecimiento de
microorganismos de tipo patógeno. Es importante además que se
proporcionen altos niveles de seguridad al utilizarse estos productos.
En los concretos convencionales, ciertos aditivos químicos tales
como los fluidificantes y superfluidificantes contienen carbohidratos que
se degradan rápidamente y provocan una descomposición microbiana, dando
como resultado formación de gas y mal olor.
Por sus características intrínsecas, el concreto posee cierta
porosidad o microporosidad. Por su textura rugosa, permite que los
microorganismos se depositen y penetren, y que se desarrollen en su
superficie y en su masa, lo cual contribuye a su crecimiento y reproducción.
Es difícil eliminarlos por medio de un desinfectante, puesto que éste
actúa sólo en el nivel superficial, sin poder penetrar en la masa del
concreto.
Mediante estudios microbiológicos realizados2 en concretos convencionales
aun después de una desinfección, se demostró la presencia de bacterias
tales como los staphylococcus, micrococcus y enterobacter aerogenes, entre
otros.
Incluso los concretos durables sufren en ciertas condiciones
deterioro por el ataque de bacterias y hongos, los cuales contribuyen a la
degradación del material al establecer y mantener grandes colonias de
bacterias sobre y dentro del concreto. Al contener microorganismos, el
concreto puede sufrir los siguientes perjuicios: l
Ataque de compuestos químicos que se liberan durante su
metabolismo. l
Formación de un ambiente que promueve la corrosión del acero de
refuerzo. l
Formación de manchas en su superficie.
Inicialmente, los agentes que producen la degradación bacterial son ácidos
orgánicos o minerales producto del proceso bioquímico promovido por
bacterias específicas. Los ácidos reaccionan con la pasta de cemento y
gradualmente la disuelven. Aunque los hidratos alcalinos neutralizan el ácido
inicialmente formado, el proceso de fermentación u otro tipo de actividad
metabólica bacterial continúa conforme prevalezca la humedad y los nu-trientes
necesarios para las bacterias.6
Por ejemplo, los pisos y paredes de restaurantes, cocinas,
gimnasios, baños y salas de ordeña son propensos al desarrollo y
crecimiento de bacterias y hongos.
Existe una gama muy amplia de compuestos químicos tales como las
sales de arsénico o de cianuro que se pueden utilizar como aditivos
microbicidas en el concreto, pero poseen un alto grado de toxicidad y por
ello pueden provocar intoxicaciones o contaminaciones. Descripción
del estudio Objetivo A
través de estudios microbiológicos, determinar la capacidad de inhibición
microbiana por medio de la evaluación de la capacidad de reducción y
control del crecimiento microbiano de un Concreto ProfesionalMR AntibacMR
elaborado con componentes de baja toxicidad. Método
experimental Materiales •
Concreto convencional •
Concreto Profesional Antibac, cuyo componente principal
antimicrobial presenta una toxicidad oral (ratas) LD50 de 3,000 mg/kg. Estudios
de actividad antimicrobiana La
determinación de la actividad antimicrobiana se realizó en especímenes
de concreto convencional y Antibac, incluyéndose también una muestra de
plástico. Los especímenes se sometieron a medios de cultivo con la
bacteria E. Coli y Staphylococcus aureus durante 24 horas a 37 °C,
aplicando el método Kirby-Bauer.3 Este método se utiliza para demostrar
la efectividad de los agentes antimicrobianos y determinar su capacidad de
inhibir el crecimiento bacterial. En este caso, se lo aplicó al producto
final, que es el Concreto Profesional Antibac, para demostrar su
efectividad antimicrobial. Estudios
de evaluación de
capacidad antimicrobiana Para
evaluar la capacidad antibacteriana del Concreto Profesional
Antibac se realizó una serie de muestreos que se llevaron a cabo
en pisos de Concreto Profesional
Antibac y en especímenes de concreto convencional (normal) y
Antibac sometidos a diferentes medios de exposición, los cuales se
describen en los siguientes incisos:
a) El muestreo se realizó en un hospital, específicamente sobre
la superficie de concreto convencional y Antibac en el área de
descontaminación. Para ello, primeramente se efectuó una desinfección
empleando un desinfectante comercial, y posteriormente se tomaron las
muestras por medio de hisopos de arrastre a las 4, 8, 12 y 48 horas después
de la desinfección.
b) En este caso, las pruebas se realizaron en una planta de
alimentos del estado de Aguascalientes, en el área de congelación. Las
muestras se tomaron de la superficie de Concreto Profesional
Antibac y de la superficie de concreto normal recubierto con
pintura epóxica, en donde la técnica de muestreo aplicada se llevó a
cabo mediante el hisopo de arrastre. Por tratarse de áreas contiguas, se
considera que estuvieron sometidas al mismo ambiente y proceso. Las
muestras se tomaron antes y después de un lavado o sanitización,
empleando para ello un detergente base alcalino-clorado y posteriormente
una solución de yodo 50 ppm.
c) El sitio donde se llevaron a cabo las pruebas es una granja avícola-porcina
localizada en el estado de Jalisco. Allí se colocaron especímenes de
concreto convencional y Antibac en el área de recepción de animales,
exponiéndolos a este medio durante 15 días y procediendo posteriormente
al lavado y cepillado con agua y detergente comercial. La toma de muestra
se realizó por medio de hisopos de arrastre.
d) Para este caso, el estudio se realizó en una granja avícola-porcina-bovina
del estado de Jalisco en la que se colocaron especímenes de concreto
normal y Antibac en heces de borrego y agua de drenaje, exponiéndolos a
este medio durante 15 días, y procediendo posteriormente al lavado y
cepillado con agua y detergente comercial para llevar a cabo el muestreo
de microorganismos por medio de hisopos de arrastre.
e) El medio que se seleccionó en este caso fue la zona de defecación
en una granja porcina donde se colocaron varios especímenes de concreto
normal y Antibac, los cuales se expusieron en este medio durante siete días
y posteriormente se lavaron con agua a presión y se procedió a tomar las
muestras con hisopos de arrastre. Método
de prueba Los
estudios microbiológicos llevados a cabo se basan en el recuento total de
microorganismos mesofílicos aerobios.4 Esta técnica es apta para
investigar el contenido de microorganismos viables en un alimento, agua
potable o purificada, por lo que se realizó una adaptación para hacerla
aplicable a muestras de concreto y estimar la cantidad de microorganismos
viables presentes en la misma. Esta técnica consiste en contar colonias,
que se desarrollan en el medio de elección, después de cierto periodo y
temperatura de incubación, presuponiendo que cada colonia proviene de un
microorganismo de la muestra en estudio. Los resultados son reportados
como Unidades Formadoras de Colonias (UFC). Resultados Mediante
el método Kirby-Bauer Modificado se detectó la formación de una zona de
inhibición en el Concreto Profesional
Antibac, como se muestra en la tabla 1 y la figura 1. Esta zona,
que varía de 6 a 9 mm, dependiendo del tipo de microorganismo, se
encuentra libre de bacterias. Por otro lado, en el concreto convencional y
la muestra de plástico no se generó esta zona de inhibición, observándose
formación de colonias de miroorganismos alrededor de él y sobre la
superficie de la placa donde se llevó a cabo la prueba.
Los estudios de recuento de microorganismos mesofílicos aerobios
muestran que el Concreto Profesional
Antibac produce en todos los casos y en las diferentes condiciones
a las que fue sometido, una reducción de la población microbiana.
En los pisos del cuarto de descontaminación del hospital, aun
después de 12 horas del régimen de limpieza se observa una disminución
de la población microbiana en el Concreto Profesional
Antibac (figura 2), a diferencia del concreto convencional
(testigo), en el que se incrementó hasta más de cuatro veces la población
de microorganismos con respecto al Concreto Profesional
Antibac. En el estudio conducido hasta las 48 horas, se nota un
gran crecimiento (3,376 UFC / hisopo) de los microorganismos en el
concreto convencional (testigo), mientras que el concreto antibacteriano
presenta una notable reducción y control del crecimiento de los
microorganismos (239 UFC / hisopo) (figura 3).
Los especímenes de Concreto Profesional
Antibac sometidos en medios con contaminaciones fecales también
presentaron una reducción de poblaciones microbianas (figuras 4 y 5).
En la figura 6 se observa el comportamiento del concreto
antibacteriano comparado con el piso con recubrimiento epóxico con y sin
desinfección. Se nota que aun el piso con recubrimiento epóxico y
desinfectado presenta un mayor valor en las colonias de microorganismos,
UFC / hisopo, que el Concreto Profesional
Antibac
con y sin desinfección. Por un lado, se determina que el régimen
de desinfección no fue suficiente para sanitizar el área y por otro
lado, el concreto antibacteriano presenta una reducción del crecimiento
de microorganismos.
En el caso del concreto expuesto a las áreas de recepción de aves
y puercos, en el cual se sufre también una contaminación, el Concreto
Profesional
Antibac
presentó una alta reducción de microorganismos, a diferencia del
concreto convencional en el que hubo un mayor crecimiento microbial
(figura 7). Conclusiones En
los diferentes estudios microbiológicos llevados a cabo en los concretos
convencional y Antibac
se vislumbra lo siguiente:
a) El Concreto Profesional Antibac presenta una alta efectividad para
inhibir el crecimiento de los microorganismos que se desarrollan en los
elementos construidos con este tipo de concreto.
b) En todas las condiciones a las cuales se sometieron los
concretos; el Concreto Profesional
Antibac presenta una notable reducción de los niveles de colonias
de microorganismos.
c) Es notable el desarrollo de poblaciones de microorganismos en un
concreto convencional o en un piso con recubrimiento epóxico aun después
de una desinfección o lavado con agua. Lo contrario ocurre en el Concreto
Profesional
Antibac
que posee una capacidad de inhibición microbiana.
d) La actividad antimicrobiana que presenta el concreto
antibacteriano se demuestra también por la presencia de una zona libre de
microorganismos o zonas de inhibición alrededor de la muestra al
aplicar el método Kirby-Bauer.
e) El Concreto Profesional
Antibac demuestra una efectividad antimicrobiana, lo que permite
tener mejores características sanitarias en el elemento de concreto y,
por consiguiente, en las áreas que así lo requieren. Incluso, esta
efectividad permite
incrementar los periodos de limpieza o desinfección, puesto que la
reducción de microorganismos en el Concreto Profesional
Antibac es notable. Este proceso de inhibición microbiana permite
disminuir los riesgos de infecciones y contaminaciones. Referencias 1.
Jawetz y otros, Microbiología médica, 15ª. ed., El Manual
Moderno, México. 2.
Cemex, Centro de Tecnología de Cemento y Concreto, Reporte
interno, México. 3.
Manual of clinical microbiology, 4ª. ed., pp. 981-984. 4.
Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos, 6ª. ed. 5.
Norma Oficial Mexicana NOM-092-SSA1-1994. 6.
Ramachandran, V.S., Concrete admixtures handbook, Noyes
Publicaciones, EUA, 1984. Rosa
Elba Rodríguez Camacho es investigadora del Centro de Tecnología Cemento
y Concreto de Cemex. |
Se
presentan aquí los resultados de un estudio realizado con el objeto
de determinar la efectividad de acción antibacteriana de este
concreto mediante la evaluación de su capacidad para reducir y controlar
el crecimiento microbiano.
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Instituto Mexicano
del Cemento y del Concreto, A.C. |
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