Introducción

En la provincia de Colón, muchas comunidades se hallan sin acceso al servicio de agua potable. Existe un enorme riesgo por contraer enfermedades trasmitidas por patógenos bacterianos en el agua. Entre los grupos más susceptibles están los niños, embarazadas, ancianos y personas con sistema inmune comprometido (MINSA, 2007).

Ciertas comunidades optan por medios que les brinden seguridad al consumir el agua. Sin embargo, el resto de los pobladores se arriesga a tomar el vital líquido tal cual como sale de sus grifos y sin ninguna medida de precaución (ONU, 2008). Un vivo ejemplo de éstas es la comunidad de María Chiquita, la cual en pleno siglo XXI, no goza del servicio primordial de abastecimiento de agua potable (IDAAN, 2008).

Según la Comisión Interinstitucional de la Cuenca Hidrográfica del Canal de Panamá (2007), la comunidad de María Chiquita sufre el problema de la carencia de agua potable. Dicha comunidad cuenta con un acueducto rural de 20 años de vida útil aproximadamente. Los grifos sólo reciben residuos del río, tales como: sedimento, y animales como peces, camarones y cangrejos, sobre todo en la temporada lluviosa del clima panameño.

En el caso de este corregimiento, el Ministerio de Salud (MINSA) colocó unos filtros en el acueducto. Sin embargo, al llover la salida del agua se obstruye, por lo que los moradores optaron por instalar tuberías directamente desde la fuente de agua que está localizada en el río Madre Vieja, hasta sus casas. El MINSA gestionó la construcción de un nuevo acueducto rural, por el orden de 200 mil dólares; sin embargo, debido al alto costo de la obra y por la falta de presupuesto, no fue posible su aprobación (MINSA, 2007). Años atrás hubo un proyecto para construir una potabilizadora en el sector de Río Piedra, para abastecer del servicio a varias comunidades, el cual quedó en nada (Sánchez, 2008).

Por ende, con la realización de este proyecto se beneficiarán, principalmente, aquellas comunidades que no tienen agua potable en sus casas. De igual manera, se beneficiará a toda aquella persona que realice trabajo de campo y se vea en la necesidad de pasar varios días internado en un bosque. Para esto se analizó la eficacia del sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family. Esto se logró mediante el recuento de bacterias bioindicadoras, con poco y gran volumen de agua. Se tomó como sitio de prueba la comunidad de María Chiquita, ya que ésta presenta el problema anteriormente señalado.

Materiales y métodos

Descripción del área de estudio

Este proyecto se realizó en la comunidad de María Chiquita, Corregimiento de María Chiquita, Distrito de Portobelo, provincia de Colón, República de Panamá. Esta comunidad se encuentra en la vía que dirige a la Costa Arriba de Colón. La misma limita al norte con la playa Marco Antonio, al sur con el río Madre Vieja, al este con Río Piedras y la comunidad de El Aserrío; y al oeste con la quebrada Cacao (ANAM 2007a).

Figura 1.

Sitios de muestreo (ANAM 2007b).

1 Ubicación de las casas

Sitio de estudio

En el corregimiento de María Chiquita, provincia de Colón, se encuentra la comunidad de María Chiquita, la cual cuenta con una población de unos 3 mil habitantes. Ella está enclavada en el histórico distrito de Portobelo, en la Costa Arriba de Colón (ANAM 2007a). Este poblado presenta un clima húmedo tropical, con una estación seca que va de enero a abril y una lluviosa de mayo a diciembre. La temperatura media anual es de 27 °C con precipitación entre 1 850 y 3 500 mm. El lugar presenta un suelo arenoso, y un tanto arcillosos en sector este, con una elevación de apenas 0,5 msnm (ANAM 2007b) (Fig. 1).

Muestreo

Se seleccionaron cuatro (4) casas de la comunidad de María Chiquita al azar. Se colocó un filtro LifeStraw Family en cada una de ellas. Se les pidió a las familias que filtraran 5, 150 y 300 litros de agua los meses de septiembre, octubre y noviembre, respectivamente. En cada casa, se tomaron tres muestras en frascos de 100 mL, las cuales llamaremos agua cruda (agua no filtrada). A la vez, por casa, se recogieron cuatro muestras del agua purificada (agua filtrada) en frascos de 100 mL.

Conservación y transporte de las muestras

Los frascos de 100mL se introducían en bolsas plásticas trasparentes para evitar su contaminación con agua del exterior (Lloyd y Harris, 1995). Estas fueron transportadas al laboratorio en hieleras con hielo (Kemp et al., 1993).

Procesado de las muestras

Las muestras eran llevadas al laboratorio un día después de colectadas (Pepper et al, 1995). Los platos con los medios se marcaban para su identificación. Luego las muestras eran filtradas, inoculadas e incubadas.

Medios de cultivo

En este protocolo se siguieron las indicaciones de Jensen (1968), Postgate (1979) y White (1983). La tabla 1 muestra los medios de cultivo empleados para cada grupo de bacterias.

Tabla 1

Medios de cultivo empleados

Tipo de Bacteria	Medio empleado	Coloración del medio
Coliformes Totales	m Endo Agar Les	Lilac
Coliformes Fecales	m FC Agar	Violeta
Pseudomona spp.	M-PAC Agar	Naranja
Bacterias Heterotróficas	R2A Agar	Transparente

Método de filtro de membrana

El filtro utilizado fue del tipo de policarbonato, el cual es más apropiado según Harris et al., (1992). Primero, se filtró el agua purificada y luego el agua cruda. Las muestras de agua cruda que serían utilizadas para obtener coliformes totales, coliformes fecales y bacterias heterotróficas podrían contener demasiados microorganismos, por lo que se modificaron a las concentraciones adecuadas mediante diluciones seriadas de 1 000 µL y 100 µL (Atlas y Bartha, 2002; Wolf, 1972). Estas eran luego diluidas en 2 mL de agua destilada (Simidu, 1972). Al contrario, como las muestras de agua cruda que serían utilizadas para obtener Pseudomonas spp. podían contener muy pocos microorganismos, se debió utilizar volúmenes de 200 mL y 100 mL (Postgate, 1979).

Incubación de los medios

Para el periodo de incubación de las muestras se emplearon las indicaciones de Grigorova y Norris (1990). Además, para la temperatura de incubación se manejaron las instrucciones de Buck (1979) (tabla 5). Luego de este periodo, las muestras eran retiradas de la incubación y por último eran puestas en refrigeración hasta su lectura.

Métodos de análisis

Para la lectura de las unidades formadoras de colonias se siguieron las indicaciones de Atlas y Bartha (2002) y White (1983).

Análisis estadístico

El estudio empleó un diseño bifactorial completamente al azar, donde las variables independientes fueron los volúmenes filtrados y los microorganismos indicadores de calidad de agua empleados (coliformes totales, coliformes fecales, Pseudomona spp. y bacterias heterotróficas). Mientras que la dependiente fue el porcentaje de eficiencia. Estos datos fueron analizados mediante un ANOVA bifactorial repetitivo en el paquete STATISTICA, usando los meses como variable repetitiva.

Resultados y discusión

Figura 2.

Porcentaje de eficiencia del sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family vs. La presencia de los microorganismos indicadores.

Figura 3.

Porcentaje de eficiencia del sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family vs. Litros filtrados.

Figuras 4.

Porcentaje de eficiencia del sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family vs. Volúmenes filtrados y la presencia de los microorganismos indicadores.

En este estudio se confirmó que el sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family es capaz de remover el 100% de los microorganismos presentes en el agua. En el volumen de 5 L, se logró remover el 99,7739% de todos los microorganismos empleados como bioindicadores; de los cuales se obtuvo un 99,4381% de remoción de coliformes totales, un 99,6906% de coliformes fecales, un 100% de Pseudomona aeroginosa y un 99,9667% de bacterias heterotróficas (Fig. 2, 3 y 4). Cuando se usó 150 L de agua, el sistema eliminó el 99,3578% de todos los microorganismos empleados como bioindicadores. De los cuales se obtuvo un 99,9045 % de remoción de coliformes totales, un 100% de coliformes fecales, un 97,682% de Pseudomona aeroginosa y un 99,8447 % de bacterias heterotróficas (Fig. 2, 3 y 4). Por último, en el volumen de 300 L se extrajo el 99,8745 % de todos los microorganismos empleados como bioindicadores; de los cuales se obtuvo el 99,6486 % de remoción de coliformes totales, el 99,8948 % de coliformes fecales, un 100% de Pseudomona spp. y el 99,9547 % de bacterias heterotróficas (Fig. 2, 3 y 4). Por lo que en resumen se obtuvo el 99,2273% de remoción total de la Pseudomona spp., el 99,6637% de remoción total de coliformes totales, el 99,8619% de remoción total de coliformes fecales y el 99,9220% de remoción total de bacterias heterotróficas (Fig. 2 y 4).

De acuerdo con esto podemos señalar que los filtros trabajaron eficientemente con todos los microorganismos, excepto Pseudomona spp. a los 150L (Fig. 2); sin embargo, las diferencias no fueron significativas (F=1,2981; p=0,32008). Además, la eficiencia del filtro fue similar en todos los volúmenes de agua. Esto quiere decir que no hubo diferencias significativas (F=1,5339; p=0,23610) en las distintas mediciones del sistema de filtrado (Fig. 3 y 4). De esta manera se elimina el 99,6687% (99,245293-100,092167) de todos los microorganismos indicadores presentes en los volúmenes muestreados (5L, 150L, 300L) (Fig. 4).

En esta investigación se encontró que el Sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family fue eficiente con todos los volúmenes de agua trabajados en los meses de septiembre, octubre y noviembre, los cuales corresponden a la estación lluviosa. Asimismo, éste resultó efectivo con los cuatro grupos de microorganismos (bacterias) indicadores empleados con todos los volúmenes.

Debido a que la investigación se realizó durante los meses de septiembre, octubre y noviembre (los cuales corresponden a la estación lluviosa), además de que el agua que llegaba a las casas procedía directamente del río, este punto es considerado importante en la medición de los resultados. Los elevados índices de precipitación registrados en estos meses pueden variar los niveles de microorganismos presentes en el río. A la vez llegan a fluctuar los sólidos en suspensión (partículas sólidas en el agua). Esto aumenta la labor del sistema de filtrado.

Los porcentajes obtenidos de eliminación bacterial (5L: 99,77%; 150L: 99,36%; 300L: 99,87%) hacen que el agua brindada por este sistema sea apta por el consumo humano. Dichos porcentajes excluyen al agua de LifeStraw Family de la categoría “agua sin tratamiento” (APHA et al, 1985). Esto resulta factible para la salud humana ya que elimina el riesgo de contraer enfermedades transmitidas por agua. Sin embargo, de acuerdo con la APHA et al (1985) no es considerada como agua potable. Para llegar a esta categoría sería necesario agregar al agua luego de la filtración unas gotas de hipoclorito de sodio (NaClO) (Pepper et al, 1995). Éste último paso complementaría la purificación iniciada por LifeStraw Family.

La bacteria Pseudomonas spp. presentó una baja eficiencia (99,2273%). Este porcentaje fue afectado por los valores obtenidos en los 150L, los cuales fueron tomados en octubre (97,682%). Siendo las muestras de la casa “tres”, las que presentan una fluctuación drástica en los resultados. Esta casa está ubicada muy cerca del sitio de captación del agua en el río Madre Vieja (Fig. 1). Dicha ubicación permitía el acceso de sedimentos mediante las tuberías de agua a las casas. Este mes (octubre) se caracteriza por ser uno de los más lluviosos del año, habiendo en el mismo muchas inundaciones (ANAM, 2007a). La abundante lluvia arrastra sedimentación del suelo llevándola a los ríos y arroyos más cercanos. Las bacterias del género Pseudomonas spp. son autóctonas de ambientes de suelo (Correa, 2008c) y su presencia en agua depende del grado de sedimentos arrojados o arrastrados desde el suelo. Los sedimentos pudiesen presentar altos niveles de Pseudomonas spp. (Hurst et al., 1997). Estos sedimentos reducirían su concentración paulatinamente a lo largo del sistema de tuberías de agua, a la vez que disminuiría la presencia de dicha bacteria. Esto podría explicar la disminución de la eficiencia de 100% encontrada en los meses de septiembre y noviembre (muestreos en días poco lluviosos), a 97,682% (96,11668-99,2472) encontrada en el mes de octubre. Las cepas del género Pseudomonas spp. son capaces de procesar, integrar y reaccionar a una amplia variedad de condiciones cambiantes en el medio ambiente. A la vez muestran una alta capacidad de reacción a señales fisicoquímicas y biológicas. Ellas están repartidas en el suelo y el agua, además son inocuas para el hombre (Henry y Heinke, 1999). Por lo que éste bajo índice de remoción bacterial (97,682%) no representa un riesgo de salud pública. Incluso estas bacterias son consideradas microorganismos claves en el reciclado de materia orgánica jugando, por tanto, un papel esencial en la mejora y el mantenimiento de la calidad medioambiental (De Vicente et al., 1991).

Este sistema microbiológico de agua (LifeStraw Family) ha sido probado en la Universidad de Arizona (EUA). Estos estudios incluyeron el análisis de las características del agua como lo son: el pH, sólidos disueltos totales, turbidez, residuos de desinfectante; así como la presencia de microorganismo (bacterias, virus y protozoarios). En ellos se eliminó el 99,9999% de todas las bacterias, el 99,99% de todos los virus y 99,90% de los parásitos (Vestergaard Frandsen Inc, 2008). Entre las bacterias que fueron usadas esta Escherichia coli, la cual es el máximo representante de las coliformes fecales. Además, se probó el filtro con agua turbia eliminando todas las partículas hasta 20nm haciendo el agua clara. De esta manera se determinó que el filtro cumplía con las directrices para purificadores microbiológicos de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA, 2007). Aparte, la empresa Vestergaard Frandsen Inc. e e e n cooperación con AXxes Proyect (una gran organización de salud rural que construye y mantiene una infraestructura de salud para las zonas rurales de Congo) realizó un estudio piloto en la República Democrática del Congo con el objetivo de investigar el funcionamiento y la aceptación de LifeStraw Family. The product was given to ten Congolese families that had limited access to safe drinking water.El producto se facilitó a diez familias congoleñas que tienen un acceso limitado al agua potable. The usage was followed for a month. El uso de éste fue seguido por un mes. Three visits were done during this time period - one to hand out and explain the product, one after a week to check for any problems and questions, and one after a month to evaluate the product with the people.The products showed no malfunction or damage after a month's usage, and showed impressive flow rate of one litre in less than 5 minutes. Los productos no mostraron daños o mal funcionamiento después de un mes de uso y mostró impresionante caudal de un litro por menos de cinco minutos. The participants found them easy to use and maintain, and several participants mentioned that their children had no diarrhoea since using the product. Los participantes lo encontraron fácil de usar y mantener (Vestergaard Frandsen Inc., 2007). Además, se obtuvieron en este último caso, iguales resultados que los registrados por la Universidad de Arizona.

Al comparar sus resultados obtenidos en Arizona E.U.A. y El Congo, África (99,9999% de bacterias descartadas) con los resultados encontrados en María Chiquita, Colón, República de Panamá (99,6687 % de bacterias descartadas), existe solo una diferencia de 0,3312 % en la efectividad del producto. Por lo que la remoción de bacterias por el filtro se mantuvo en el 99,90 %, lo cual era esperado. Además, los microorganismos utilizados durante los ensayos de eficacia en Arizona (coliformes totales, coliformes fecales y bacterias heterotróficas) fueron representativos de los encontrados en el campo. Los mismos fueron seleccionados porque son especialmente resistentes a la desinfección particular o de pequeño tamaño, por lo que su eliminación es difícil (Vestergaard Frandsen Inc., 2008); es decir, el estudio fue realizado en condiciones controladas de laboratorio. Se excluyó de las experimentaciones las condiciones climáticas que estuvieron presentes en los estudios de María Chiquita y El Congo. Por lo que nuestros resultados son aceptables.

La eficiencia del sistema de filtrado microbiológico de agua LifeStraw Family puede mantenerse al filtrar volúmenes bajos al igual que con altos volúmenes de agua. Esto significa que las personas podrán filtrar grandes volúmenes de agua con la seguridad de que el producto les brindará agua purificada. Además, el usuario podrá filtrar agua suficiente para varios días. Sin embargo, el tiempo de muestreo empleado en este estudio es corto. El volumen de agua máximo utilizado (300L) solo representa el 1,67% de la vida útil del sistema. Este filtro es capaz de filtrar hasta alcanzar el volumen de 18 000L de agua (Vestergaard Frandsen Inc., 2007). Lo cual implica un seguimiento del presente estudio incluyendo un mayor tiempo de muestreo y distintas estaciones anuales.

Según la Universidad de Arizona, el filtro LifeStraw Family brinda agua purificada en corto tiempo. El flujo normal del agua dentro del filtro está entre 200-320 mL/min; es decir, 12-19 L/hr. Si el agua contiene turbidez y carbono orgánico, la tasa del flujo sigue siendo alrededor de 100 a 130 mL/min, lo que representa 6 a 8 L/hrThe flow rate values fluctuated between 200 – 320 mL/min at the beginning of the longevity trial, ie 12-19 L/h, and 6-8 L/h at the 18,000 L capacity.. (Vestergaard Frandsen Inc., 2008).

LifeStraw Family es un filtro purificador microbiológico de uso instantáneo que permite a las personas obtener en su propia casa agua potable. The product is designed to address the need of the more than 1.1 billion people who lack access to safe and clean drinking water, by allowing them to have a stable and reliable source of water for home consumption.Está diseñado para abordar la necesidad de los más de 1,1 billones de personas que carecen de acceso a agua potable. Por lo que les permite tener una fuente de agua estable y fiable para el consumo doméstico. También, es más útil para las personas que viven en lugares de difícil acceso, ya que no requiere inyección de energía para su funcionamiento, ni de renovación de piezas. Lo que a la vez hace al filtro un producto ecológico. Éste tiene un mecanismo automático de obstrucción. Si el producto no entregar el agua a pesar de la contracorriente y pre-limpieza del filtro, significa que la vida útil ha terminado (Vestergaard Frandsen Inc, 2008).

Este sistema de filtrado, y muchos otros que pudiesen surgir, son indispensables para el Panamá del futuro. Todas las personas de escasos recursos deberían contar con uno o más de estos filtros en sus casas. El gobierno nacional, en unión con otras entidades concernientes a la salud pública a nivel nacional e internacional, están en el deber de proveer a estas familias este tipo de filtros de manera gratuita. De tal forma, se reduciría el riesgo de adquirir enfermedades transmitidas por agua, principalmente en la población más necesitada. A la vez, se colocaría al país, en uno de los defensores de la salud pública a nivel internacional.

Conclusión

Se logró medir en total una efectividad de 99,2273% (98,62631-99,8283) en remoción total de Pseudomona spp.; 99,6637% (99,06274-100,2648) de remoción total de coliformes totales; 99,8619% (99,26080-100,4628) de remoción total de coliformes fecales y 99,9220% (99,32104-100,5231) de remoción total de bacterias heterotróficas. Lo cual sugiere que el filtro es capaz de brindar agua pura; especialmente en las poblaciones más necesitadas.

Se calculó que la efectividad fue de un 99,6687% (99,245293-100,092167) en la estación lluviosa durante los 5, 150 y 300 L de agua filtrada. Por lo que es seguro y viable filtrar y reservar gran volumen de agua en un día. Teniendo en cuenta que la misma estará libre de impurezas.

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