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1 ASOCIACIÓN DE LOS FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS CON LA CARGA BACTERIANA EN EL ENTORNO DE LOS SALONES DE CLASE DE LA UDES SEDE CÚCUTA 2019, periodo A. SHIRLEY ADRIANA BOLÍVAR GUTIÉRREZ UNIVERSIDAD DE SANTANDER “UDES” CAMPUS CÚCUTA FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD PROGRAMA DE BACTERIOLOGÍA Y LABORATORIO CLÍNICO SAN JOSE DE CÚCUTA 2019
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ASOCIACIÓN DE LOS FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS CON LA CARGA BACTERIANA EN EL ENTORNO DE LOS SALONES DE CLASE DE LA
UDES SEDE CÚCUTA 2019, periodo A.
SHIRLEY ADRIANA BOLÍVAR GUTIÉRREZ
UNIVERSIDAD DE SANTANDER “UDES” CAMPUS CÚCUTA
FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD
PROGRAMA DE BACTERIOLOGÍA Y LABORATORIO CLÍNICO
SAN JOSE DE CÚCUTA
2019
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ASOCIACIÓN DE LOS FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS CON LA CARGA
BACTERIANA EN EL ENTORNO DE LOS SALONES DE CLASE DE LA UDES
SEDE CÚCUTA 2019, periodo A.
SHIRLEY ADRIANA BOLÍVAR GUTIÉRREZ COD: 15171056
Trabajo de grado de Bacteriología y Laboratorio Clínico
DIRECTOR CIENTIFICO
Dra. Azula Sanguino Quintero
ASESOR METODOLOGICO
MSc. Jael Contreras Rangel
UNIVERSIDAD DE SANTANDER “UDES” CAMPUS CÚCUTA
FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD
PROGRAMA DE BACTERIOLOGÍA Y LABORATORIO CLÍNICO
SAN JOSE DE CÚCUTA
2019
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ADVERTENCIA El autor, SHIRLEY ADRIANA BOLÍVAR GUTIÉRREZ, autoriza a la UNIVERSIDAD DE SANTANDER (UDES) la reproducción total o parcial de este documento, con la debida cita de reconocimiento de la autoría y cede a la misma Universidad los derechos patrimoniales con fines de investigación, docencia e institucionales, consagrado en el artículo 72 de la Ley 23 de 1982 y las normas que lo instituyan o modifiquen.
(Artículo 4°, Acuerdo 0066 de 2003).
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AGRADECIMIENTOS
UDES:
Mi más sincero agradecimiento a la Universidad de Santander UDES Campus
Cúcuta quien me brinda apoyo para continuar con las metas propuestas, por la
enseñanza dada durante mi formación como profesional. Agradezco a la Dra.
Azula Sanguino quien con su constante apoyo, paciencia y motivación me ha
guiado con sus conocimientos para la realización del proyecto de investigación.
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DEDICATORIA
De: Shirley Bolívar
Para: Mamá, papá, hermana.
Dedico este trabajo de investigación a mi familia por el apoyo brindado, paciencia,
acompañamiento durante la realización del trabajo, por la comprensión, por cada
guía dada, cada aprendizaje impartido y por los consejos por parte de cada uno de
ellos.
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Título: ASOCIACIÓN DE LOS FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS CON LA CARGA BACTERIANA EN EL ENTORNO DE LOS SALONES DE CLASE DE LA
UDES SEDE CÚCUTA 2019, periodo A.
Autor SHIRLEY ADRIANA BOLÍVAR GUTIÉRREZ
Director Científico Dra. Azula Sanguino Quintero
Asesor Metodológico MSc. Jael Contreras Rangel
Línea de investigación Microbiología Clínica
Palabras clave: factores bióticos, factores abióticos, humedad, temperatura.
Resumen
Se llevó a cabo una investigación de tipo descriptivo de campo en la que se
recolectaron datos que permitieron determinar la relación existente entre los
factores abióticos y la carga microbiana encontrada en los salones de clase de la
Universidad de Santander campus Cúcuta. Para esto se seleccionaron 5 salones
al azar por cada bloque (B, C y D) y se procedió a la toma de muestra mediante la
técnica de sedimentación en placa exponiendo cajas con agar SPC y Baird Parker
por 15 minutos. Luego del periodo de incubación, se realizó el recuento de
colonias, y se reportó como UFC/65cm2/15 minutos para aerobios mesófilos y
Staphylococcus aureus. Posteriormente, se tomaron colonias representativas de
cada una de las cajas y se realizó caracterización macroscópica y microscópica de
las mismas. Para la determinación de los factores abióticos, se consideraron las
variables de temperatura, humedad y partículas de polvo. Finalmente, se
determinó el grado de correlación lineal entre las variables utilizando la técnica
estadística de coeficiente de correlación de Pearson, a través del software SPSS
v26, Los resultados mostraron la presencia de mesófilos aerobios y
10
Staphylococcus aureus en bajas concentraciones, no obstante, no existe una
asociación lineal entre las variables analizadas lo que permite concluir que la
presencia de la carga bacteriana no depende de la temperatura, humedad relativa,
presencia o ausencia de partículas de polvo encontrados al interior de los salones
de clase muestreados.
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Title: ASSOCIATION OF BIOLOGICAL AND ABIOTIC FACTORS WITH THE
BACTERIAL LOAD IN THE ENVIRONMENT OF THE CLASSROOMS OF THE
UDES HEADQUARTERS CÚCUTA 2019, period A.
Author
SHIRLEY ADRIANA BOLÍVAR GUTIÉRREZ
Scientific Director
Dr. Azula Sanguino Quintero
Methodological Advisor
MSc. Jael Contreras Rangel
Research Line
Clinical Microbiology
Keywords: biotic factors, abiotic factors, humidity, temperature.
Abstract
A descriptive field investigation was carried out in which data were collected that
allowed to determine the relationship between abiotic factors and the microbial
load found in the classrooms of the University of Santander campus Cúcuta. For
this, 5 random rooms were selected for each block (B, C and D) and the sample
was taken using the plate sedimentation technique exposing boxes with SPC agar
and Baird Parker for 15 minutes. After the incubation period, the colony count was
performed, and reported as UFC / 65cm2 / 15 minutes for mesophilic aerobes and
Staphylococcus aureus. Subsequently, representative colonies of each of the
boxes were taken and macroscopic and microscopic characterization of them was
performed. For the determination of abiotic factors, variables of temperature,
humidity and dust particles were considered. Finally, the degree of linear
correlation between the variables was determined using Pearson correlation
12
statistical technique, through the SPSS v26 software. The results showed the
presence of aerobic mesophiles and Staphylococcus aureus in low concentrations,
however, There is no linear association between the analyzed variables which
allows to conclude that the presence of the bacterial load does not depend on the
temperature, relative humidity, presence or absence of dust particles found inside
the sampled classrooms.
13
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 19
1. PROBLEMA 21
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 21
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 24
1.3. OBJETIVOS 24
1.3.1 Objetivo General 24
1.3.2 Objetivos Específicos 24
1.4 JUSTIFICACIÓN 24
2. MARCO REFERENCIAL 27
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN 27
2.2 MARCO TEÓRICO 30
2.2.1. Factores que influyen en el medio ambiente. 30
2.2.1.1 Factores abióticos. 30
2.2.1.2 Factores bióticos 31
2.2.1.3 Coeficiente de correlación de Pearson (ρ): 34
2.3 MARCO CONCEPTUAL. 35
2.4. MARCO CONTEXTUAL 36
2.5 MARCO LEGAL 37
2.6 SISTEMA DE HIPÓTESIS 38
2.7 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES 39
3. MARCO METODOLÓGICO 41
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN 41
3.1.1 Nivel de investigación. 41
14
3.1.2. Diseño de la investigación 41
3.2 MÉTODOS 41
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA. 43
3.3.1 Población 43
3.3.2 Muestra. 43
3.4. TÉCNICA E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. 43
3.5. TÉCNICA DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE LOS DATOS. 43
4. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 45
4.1 RESULTADOS E INTERPRETACIÓN. 45
4.1.1 Caracterización de la carga microbiana presente en los salones de clase. 45
Caracterización de la carga microbiana presente en los salones de clase 47
4.1.2 Caracterización microscópica y macroscópica de los aislados obtenidos. 49
4.1.3 Identificación bioquímica de los aislados obtenidos. 52
4.1.4 Caracterización de los factores abióticos. 54
4.1.5 Asociación de los factores bióticos y abióticos con la carga bacteriana
mediante correlación de Pearson. 60
4.2 DISCUSIÓN 63
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 66
5.1 CONCLUSIONES 66
5.2 RECOMENDACIONES 67
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 68
ANEXOS 71
15
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo A. PREPARACIÓN DE MEDIOS 72
Anexo B. EXPOSICIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO A MEDIO AMBIENTE DE LOS
SALONES DE CLASE POR 15 MINUTOS 73
Anexo C. INCUBACION DE MUESTRAS A 37 °C POR 24 HORAS 74
Anexo D. ANALISIS DE RESULTADOS 75
Anexo E. ANÁLISIS DE RESULTADOS MICROSCÓPICO 76
Anexo F. PRUEBAS BIOQUÍMICAS 77
Anexo G. PRUEBA COAGULASA 78
Anexo H. PRUEBA DE DNAsa 79
16
LISTA DE GRÁFICOS
Pág.
Grafico 1. Variabilidad entre la temperatura (°C) registrada en los ambientes de los
salones ubicados en los bloques B C y D durante los 3 muestreos realizados 56
Grafico 2. Variabilidad entre la Humedad relativa (%) registrada en los ambientes
de los salones ubicados en los bloques B C y D durante los 3 muestreos
realizados 57
Grafico 3. Variabilidad entre el partículas de polvo encontrado en los salones
ubicados en los bloques B C y D durante los 3 muestreos realizados 60
Grafico 4. Correlación de Pearson entre los factores abióticos y la concentración
de S. aureus encontrada en los salones de clase 60
Grafico 5. Matriz de asociación entre la Temperatura, Humedad relativa, presencia
o ausencia del material particulado y la concentración de S.aureus 61
Grafico 6. Correlación de Pearson entre los factores abióticos y la concentración
de mesófilos aerobios encontrada en los salones de clase 62
Grafico 7. Matriz de asociación entre la Temperatura, Humedad relativa, presencia
o ausencia del material particulado y la concentración de mesófilos aerobios 63
17
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Bacterias 32
Figura 2. Ubicación geográfica Universidad de Santander 37
18
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Matriz Operativa 39
Tabla 3. Recuento de Staphylococcus aureus en los salones muestreados. 45
Tabla 4. Recuento de aerobios mesófilos en los ambientes muestreados. 47
Tabla 5. Caracterización microscópica y macroscópica. Primer muestreo. 49
Tabla 6. Caracterización microscópica y macroscópica. Segundo muestreo. 50
Tabla 7. Caracterización microscópica y macroscópica. Tercer muestreo. 51
Tabla 8. Identificación bioquímica microorganismos Gram positivos. Primer
muestreo. 52
Tabla 9. Identificación bioquímica microorganismos Gram positivos. Segundo
muestreo. 53
Tabla 10. Identificación bioquímica microorganismos Gram negativos. Segundo
muestreo 53
Tabla 11. Identificación bioquímica microorganismos Gram positivos. Tercer
muestreo. 53
Tabla 12. Identificación bioquímica microorganismos Gram negativos. Tercer
muestreo. 54
Tabla 13. Resumen del ANOVA 54
Tabla 14. Promedio de temperatura registrada durante los muestreos 55
Tabla 15. Promedio de la humedad relativa registrada durante los muestreos 56
Tabla 16. Promedio de la presencia o ausencia de partículas de polvo registrado
durante los muestreos 58
Tabla 17. Instructivo de recolección de factores abióticas mediante observación
directa 59
19
INTRODUCCIÓN
La contaminación medioambiental ha sido ampliamente estudiada en los últimos
años, ya que afecta a todos los seres vivientes, de alguna u otra manera,
presentes en el ecosistema. En especial, aquella contaminación proveniente del
material particulado y los gases tóxicos, producidos en la industria a diario por el
ser humano.
Esta contaminación trae a consecuencia una problemática en la salud relacionada
con el transporte de varias clases de virus, bacterias, hongos y organismos
protozoarios que finalmente desencadenan enfermedades que afectan la calidad
de vida de los seres humanos. Otros factores como la temperatura y humedad
relativa del ambiente, en condiciones específicas estudiadas, también incrementan
la actividad de estos microorganismos en la atmósfera.
Se hace importante entonces, estudiar las relaciones entre los factores abióticos
antes mencionados y la carga microbiana presente en ambientes interiores, como
viviendas, escuelas, y otras clases de recintos. En este particular estudio, se
busca determinar si hay una relación lineal entre estas variables, para determinar
si son o no una causa probable del aumento de enfermedades respiratorias
asociadas a estos factores en los salones de clase de la Universidad de Santander
Campus Cúcuta. Este campus, al estar ubicado en la ciudad de Cúcuta, en el
departamento de Norte de Santander, cuenta con las características de
temperatura y humedad relativa que la literatura científica reconoce como óptimas
para el crecimiento de la actividad microbiana.
La metodología usada en este estudio consistió en la recolección de muestras de
aceleradores de crecimiento bacteriano enfocándose en la búsqueda de la
presencia de Staphylococcus aureus y aerobios mesófilos comunes en los
ambientes de salones de clase seleccionados aleatoriamente, a la par que se
registraban las variables de temperatura, humedad relativa y presencia o en su
defecto, ausencia de material particulado (polvo). Posteriormente se realizó la
inoculación de estas muestras para ser estudiadas con más detenimiento y
caracterizar apropiadamente las muestras. A continuación, se estudió la
correlación lineal entre estas variables utilizando el método de coeficiente de
correlación de Pearson.
20
En el capítulo 1 el lector encontrará toda la información relacionada con la
problemática, objetivos y justificación de la investigación, en el capítulo 2 se
encontrará toda la referenciación teórica y antecedentes de investigación, en el
capítulo 3 se encontrará especificadamente la metodología usada, en el capítulo 4
se encontrarán los resultados de las tomas de muestras, caracterización de éstas
y la correlación entre estas variables, finalizando en el capítulo 5 con el análisis de
resultados y su discusión respectiva.
21
1. PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La contaminación puede definirse como cualquier modificación indeseable del
ambiente, causada por la introducción de agentes físicos, químicos o biológicos
(contaminantes) en cantidades superiores a las naturales, que resulta nociva para
la salud humana, daña los recursos naturales o altera el equilibrio ecológico (1).
Los efectos de esta contaminación están siendo estudiados en todo el mundo y
sus repercusiones en la salud son cada vez más preocupantes.
Desde 1987, la OMS ha publicado un informe detallado conocido como “Guías de
calidad de aire de la OMS, relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de
nitrógeno y el dióxido de azufre”, donde se informa públicamente todos los
hallazgos científicos de los últimos tiempos en materia de calidad de aire, y tiene
como objeto ofrecer orientación sobre la manera de reducir los efectos de la
contaminación del aire en la salud. El último informe, presentado en 2005, más de
dos millones de muertes prematuras son atribuibles a los efectos de la
contaminación del aire en espacios urbanos y cerrados, ocasionados por la quema
de combustibles fósiles, de las cuales, más de la mitad se presenta en países en
vía de desarrollo (2).
En Colombia, el artículo 13 de la Ley 768 de 2002 y el artículo 3 de la Resolución
651 de 2010, obliga a las Corporaciones Autónomas Regionales, Corporaciones
para el Desarrollo Sostenible y a las Autoridades Ambientales de los Grandes
Centros Urbanos, a reportar la información de la calidad de aire, meteorológica y
de ruido al Subsistema de Información sobre Calidad de Aire, conocido como
SISAIRE. De acuerdo con los datos obtenidos en el SISAIRE, el Instituto de
Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM, publica cada año el
Informe del estado de la calidad del aire en Colombia. Dado a conocer a la opinión
pública el 17 de Julio de 2018, el informe para el año 2017 analiza la información
de las 204 estaciones de monitoreo, presentes en 91 municipios en 22
departamentos. Basados en los criterios establecidos en el protocolo para el
monitoreo y seguimiento de la calidad del aire (Res. 650 de 2010), Cúcuta debería
contar con monitoreo permanente, sin embargo, no lo tiene (3).
22
Aunque el porcentaje de cumplimiento de la normatividad de la calidad del año
2017 es del 88%, superior a los obtenidos durante los últimos 4 años anteriores
que en promedio es del 72% (3), no es un dato extrapolable a la totalidad de una
ciudad o región, debido a las diversas condiciones topográficas, meteorológicas y
geomorfológicas, que influyen en la concentración o dilución de los diversos
contaminantes atmosféricos, por lo tanto, no se tienen datos concretos sobre el
panorama de la ciudad.
En el aire se encuentran disueltos o en suspensión una mezcla bastante compleja
de partículas líquidas y sólidas, o sustancias orgánicas e inorgánicas, que varían
en tamaño, forma y composición. El material particulado, clasificado en PM2.5 y
PM10, mejor conocidas como Partículas Menores a 2.5 micras y Partículas
Menores a 10 micras, son partículas dispersas en el aire que no se sedimentan en
períodos cortos, sino que permanecen suspendidas debido a su tamaño y
densidad, suponen el mayor peligro para la salud, debido que, al inhalarlas,
pueden afectar las zonas periféricas de los bronquiolos. Además, la OMS hace
especial seguimiento a cuatro contaminantes, considerados los de mayor impacto,
siendo estos el Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Azufre (SO2), Dióxido de
Nitrógeno (NO2) y Ozono (O3).
Estos parámetros, tanto material particulado, como contaminantes volátiles,
coexisten a su vez, con un ecosistema de microorganismos en la atmósfera:
bacterias, virus, hongos, toxinas, esporas, entre otras. Aunque, si bien, la
atmósfera como tal no tiene una microbiota autóctona, es un rápido medio para la
dispersión hacia largas distancias, incluso a escala global. Estos microorganismos
utilizan como transporte bioaerosoles (estornudos), partículas de saliva, gotas de
agua, fibras de ropa, piel, fragmentos de hojas secas y partículas de polvo,
arrastradas a su vez por las corrientes de aire.
Según una investigación llevada a cabo en el 2009 por Soto et al., (4) , la actividad
antropocéntrica, especialmente en edificaciones públicas, es una fuente de la
microbiota presente en el aire. Los resultados obtenidos muestran que la hora en
que la actividad humana era nula, presentó niveles más bajos de contaminación
bacteriana (50 UFC/m3), mientras que el valor máximo (338 UFC/m3) se presentó
cuando había presencia de usuarios en las instalaciones. Caso contrario sucedió
con los hongos, los cuales no parecen seguir el patrón de densidad que la
bacteriana, dado que la menor concentración (70 UFC/m3) se observó en
presencia de usuarios, mientras que la concentración mayor fue en ausencia de
23
ella (275 UFC/m3). Esto sugiere que la mayoría de las especies fúngicas
presentes en el aire no son de origen humano.
Entre los géneros de las bacterias aisladas en el estudio con mayor frecuencia se
encuentran Micrococcus sp. Staphylococcus sp., Streptococcus sp., Bacillus sp.,
Neisseria sp., Acinetobacter sp., Pseudomonas sp. y Corynebacterium sp. y entre
los hongos, el género Cladosporium sp. en mayor frecuencia, seguido de
Alternaria sp. Penicillium sp. y Aspergillus sp. Estos resultados no difieren
mayormente a los obtenidos por BORREGO, Sofía y PERDOMO, Ivette (5) en
2014, donde dentro de las bacterias aisladas se encontraron Staphylococcus sp.,
Streptococcus sp., Corynebacterium sp., Bacillus polymyxa, Bacillus sp.,
Streptomyces sp., Serratia marcescens, Serratia sp., Pantoae agglomerans,
Enterobacter sp. y Hafnia alvei. Los géneros de hongos predominantes fueron
Aspergillus sp., Cladosporium sp. y Penicillium sp; se detectaron otros como
Curvularia sp., Alternaria sp, Fusarium sp., Mucor sp. y Chrysonilia sp. Aunque se
observó que algunos espacios cumplían con el orden y aseo satisfactoriamente,
incluso con los parámetros de temperatura y humedad, los valores encontrados
superaban la concentración microbiana para que el ambiente no sea considerado
como contaminado, cuyo valor es de 1000 UFC/m3.
Otros estudios encontraron diferencias no muy significativas a los discutidos
anteriormente. En Tunja, Toloza et al., (6) encontró una mayor cantidad de
géneros fúngicos que bacterianos, entre los cuales se evidenció principalmente los
géneros Cladosporium sp., Paecilomyces sp. y Penicillium sp., y en cuanto a las
bacterias, Bacillus sp. y Neisseria sp. Estos microorganismos fueron aislados al
estudiar la biblioteca central Jorge Palacios Preciado de la Universidad
Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Similar información reportó Rivadeneira
(7), donde hongos de géneros Cladosporium spp., Penicillium spp., Rhizopus spp.,
Cephalosporium spp. y Aspergillus spp., fueron aislados de un edificio antiguo de
la Pontificia Universidad Católica del Ecuador, sugiriendo que las causas
determinantes en el desarrollo de éstos son el desgaste de la estructura y su falta
de mantenimiento.
Además de la problemática descrita anteriormente, en la Universidad de
Santander sede Cúcuta algunos estudiantes y docentes refieren pasar por cuadros
alérgicos y/o gripales que se van presentando desde el inicio del calendario
académico durante el paso por los salones de clase y laboratorios hasta su
finalización; teniendo en cuenta que no sólo las actividades diarias llevadas a cabo
por los humanos son factores de estudio en la calidad microbiológica del aire sino
que también el estado de las edificaciones, la humedad, temperatura, tipo de
24
aireación, frecuencia de aseo y mantenimiento, entre otros, se constituyen también
como parte de los factores determinantes. Por tal razón, este estudio se propuso
establecer la asociación de aquellos factores bióticos y abióticos con la carga
bacteriana encontrada al interior de los salones de clase de la Universidad de
Santander sede Cúcuta.
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cuál es la asociación de los factores bióticos y abióticos con la carga bacteriana
en el entorno de los salones de clase de la UDES sede Cúcuta 2019-A?
1.3. OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo General
Asociar los factores bióticos y abióticos que influyen en la carga bacteriana en el
entorno de los salones de clase de la UDES sede Cúcuta 2019-A.
1.3.2 Objetivos Específicos
Identificar la carga bacteriana en los salones de clase mediante técnicas de
laboratorio.
Caracterizar los factores bióticos y abióticos en los entornos de los salones de
clase mediante técnicas de observación.
Establecer la asociación de los factores bióticos y abióticos con la carga
bacteriana mediante el coeficiente de correlación de Pearson.
1.4 JUSTIFICACIÓN
Pertinencia: Al buscar los factores bióticos y abióticos presentes en las aulas de
clase, se espera encontrar si existe o no, una correlación entre ellos y la carga
bacteriana que llevan a ocasionar enfermedades respiratorias, sistémicas y
25
alergias afectando la calidad de vida y el normal desempeño de los estudiantes,
docentes y el personal de trabajo de la Universidad de Santander.
El presente trabajo toma en cuenta las normas nacionales e internacionales en la
evaluación y técnicas para el estudio de la calidad del aire en los ambientes
interiores, con el fin de obtener datos pertinentes que permitan determinar si existe
o no una correlación entre las variables de importancia.
Articulación. Desde la Universidad de Santander, específicamente desde el
programa UDES Verde se tiene como objetivo analizar los factores que intervienen
en la conservación y degradación del medio ambiente, teniendo en cuenta que la
carga bacteriana existente en los salones de clases es una de las causas de
degeneración del entorno; este propósito de UDES Verde cumple con la
proyección de la investigación, ya que, lleva al análisis de ese factor que afecta el
entorno en donde los estudiantes se desenvuelven. También se muestra el
compromiso por la conservación y protección del medio ambiente, vinculando
proyectos que se desarrollen dentro de la comunidad, que ayuden a cumplir esta
misión; entendiendo que otro pilar de esta investigación es la conservación del
ambiente.
Un último objetivo de UDES verde, con el que se encuentra articulado, es llegar a
motivar la participación y sensibilización de toda la comunidad universitaria en la
educación ambiental, tanto individual como colectiva. Este punto de articulación va
acorde a los objetivos propuestos por esta investigación, ya que, hace parte de la
finalidad de esta, promoviendo el beneficio de la comunidad universitaria en
general: docentes, estudiantes y personal operativo.
De igual manera, desde el Ministerio de Educación Nacional, se plantean los
Proyectos Ambientales Escolares (PRAE), los cuales se deben desarrollar en las
instituciones educativas con un único fin, el cual es, generar conciencia ambiental
en la comunidad y conocer los problemas ambientales que se encuentran dentro
de los establecimientos educativos enfatizando en las situaciones encontradas en
los salones de clases, que permitan aplicar estrategias pertinentes para llegar a
mitigar los hallazgos. Por tal razón, se articula con la presente investigación, al
buscar mejorar el ambiente de desarrollo de estudiantes y docentes promoviendo
buenas prácticas que eliminen amenazas en el entorno.
26
Motivación: Contribuir activamente al beneficio de la comunidad universitaria,
también con programas como UDES Verde, atendiendo la necesidad de
identificar, promover y mantener en los entornos utilizados a diario por todo el
personal universitario.
Aportes: El estudio generará evidencia científica que permitirá hacer un análisis
de los factores que se presume, influyen negativamente en el ambiente de los
interiores de salones de clase de la Universidad de Santander Campus Cúcuta.
Beneficiarios: Todo el personal, tanto docente, administrativo, estudiantil y todo
aquel que haga parte o presencia en los entornos interiores de la Universidad de
Santander Campus Cúcuta.
27
2. MARCO REFERENCIAL
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
INTERNACIONALES
DE LAROSA et al. (9), establece un precedente con un artículo de revisión titulado
“El aire: hábitat y medio de transmisión de microorganismos”, donde presenta todo
un desarrollo histórico, los tipos de microorganismos que se presentan en la
atmósfera, las condiciones necesarias para su supervivencia, las técnicas de
investigación de los microorganismos presentes en el aire y un recuento de las
principales enfermedades transmitidas por el aire, causadas por virus, bacterias y
hongos.
FEKADU HAYLEEYESUS, S y MELAKU, A. (10) en su artículo “Microbiological
Quality of Indoor Air in University Libraries”, evalúan la concentración de bacterias
y hongos en el ambiente interno de las bibliotecas de la Universidad de Jimma,
Etiopía, utilizando cajas de Petri abiertas para el conteo de UFC estándares. Se
evidencia que, de acuerdo con los estándares de sanidad de la Comisión Europea,
casi todos los ambientes aéreos de las bibliotecas están severamente
contaminados, en rangos entre 367 y 2595 UFC/m3. Establece que el ambiente es
potencial candidato en la relación con el Síndrome del Edificio Enfermo (SEE),
asociado comúnmente con manifestaciones clínicas como alergia, conjuntivitis,
rinitis y asma.
ORTIZ, G y CATALÁN, V. (11) en su artículo “Calidad microbiológica en ambientes
interiores”, publicado en Gestión práctica de Riesgos laborales, establece que los
principales factores que influyen en la calidad el aire son: nivel y efectividad de la
renovación de aire, nivel y eficiencia de la filtración del aire, la efectividad de la
desinfección, nivel de recirculación interna del aire, la densidad de ocupación, la
temperatura, la humedad del aire y el mantenimiento de la edificación. Además,
hace un recuento de técnicas para el seguimiento y plan de muestreo y la
recomendación según normas internacionales sobre la calidad del aire.
También cabe resaltar la gran investigación liderada por AFSHINNEKOO et al.
(12), donde durante 17 meses, más de 470 estaciones de la ciudad de New York
en Estados Unidos, donde se identificaron 562 especies en total, siendo 67 de
éstas patógenas. Las más comunes entre las patógenas fueron la Escherichia coli
28
encontrada en un total de 56 estaciones y Stenotrophomonas maltophilia en 409
estaciones. Se resalta la gran biodiversidad en las especies encontradas, incluso
una de ellas sólo se había encontrado antes en la Antártica. El estudio tuvo como
objetivo crear una base de datos que pueda utilizarse para hacer comparaciones
en un futuro, y determinar si se está desarrollando una epidemia como el cólera o
el Ébola. El estudio se denomina “Geospatial Resolution of Human and Bacterial
Diversity with City-Scale Metagenomics”, y está publicado en la revista Cell
Systems.
NACIONALES
En el ámbito nacional es importante resaltar la investigación realizada por
MENDEZ, C et al. (13), en Neiva, Colombia, año 2015 titulada “Identificación de
bacterias y hongos en el aire de Neiva, Colombia”, el cual planteó como objetivo
general aislar e identificar microorganismos (bacterias y hongos) presentes en el
aire de la zona urbana de la ciudad de Neiva en el periodo comprendido entre la
época de sequía y la época de lluvias durante el año 2012. La investigación se
realizó bajo un enfoque cualitativo, cuyos resultados arrojaron que el género
Aspergillus spp. y los bacilos Gram positivos fueron los microorganismos
predominantes en las distintas zonas de muestreo, mientras que los géneros
Aureobasidium sp. y bacilos Gram negativos presentaron frecuencia de aparición
ocasional y rara, ya que no son considerados microorganismos propios del aire. El
aporte que hace al presente trabajo de investigación es que la carga microbiana
fue mayor en la época de sequía con respecto a la época de lluvias,
presentándose más crecimiento bacteriano que fúngico en las dos temporadas del
año.
A nivel nacional cabe exaltar la investigación realizada por ROMERO, C et al. (14),
en Bogotá, Colombia, año 2015 denominada "Determinación de bacterias en el
aire del laboratorio de microbiología de la facultad de medio ambiente y recursos
naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas asociadas a
posibles afecciones en la salud”, el cual planteó como objetivo general cuantificar
e identificar las bacterias presentes en el aire del laboratorio de microbiología
relacionadas con posibles afecciones en la salud, los resultados obtenidos fueron
que se encontró una mayor cantidad de bacterias Gram positivas que Gram
negativas, identificándose Micrococcus sedentarius, Staphylococcus sp., S.
haemolyticus, S. capitis, S. cohnii sp. cohnii, S. hominis y S. lentus. Así mismo,
Leuconostoc pseudomesenteroides, Bacillus subtilis y Corynebacterium renale son
asociados con infecciones pulmonares y reacciones alérgicas. Este da un aporte a
29
la presente investigación, debido a que destaca que la transmisión y el contagio de
algunas de las enfermedades suelen ocurrir de manera horizontal, es decir, por
contacto de persona a persona, personas a objetos y objetos a personas,
actuando como vectores principales de bacterias.
De igual manera en el ámbito nacional, cabe destacar la investigación realizada
por DAZA, M et al. (15), en Barranquilla, Colombia, año 2015 titulada
“Contaminación microbiológica del aire al interior y el síndrome del edificio
enfermo”, el cual planteó como objetivo general describir los microorganismos
como hongos y bacterias y las partículas biológicas que están involucrados en la
contaminación al interior de edificaciones, causando deterioro en las
infraestructuras y en algunos casos, problemas de salud. Los resultados obtenidos
muestran que son diversos los factores que influyen en el albergue de
contaminantes de tipo microbiano del aire al interior de edificaciones no
industrializadas, la mayoría de ellos debido a actividades antropocéntricas,
materiales de construcción, humedad relativa por encima del 60 % y carencia de
programas planificados de evaluación y control de contaminantes. Este da un
aporte a la investigación, porque evidencia la importancia de estructurar
programas de prevención, promoción y saneamiento integral, que incluyan
inspecciones periódicas a estructuras, sistemas de aireación y ambientes
exteriores.
LOCALES
En el ámbito local se encuentra el trabajo de SILVA, J (16), denominado
“Determinación de la calidad microbiológica en los ambientes de los laboratorios
de la Universidad de Santander Campus Cúcuta en el año 2018”, donde se tenía
como objetivo determinar la calidad microbiológica de los laboratorios de la
Universidad de Santander Campus Cúcuta, utilizando la búsqueda de información
a través de encuestas de los procesos de limpieza y desinfección, la recuperación
de microorganismos mediante sedimentación en placa y la posterior identificación
de éstos. El estudio demostró un alto crecimiento en UFC de mesófilos, mohos y
levaduras, resaltando el hallazgo de Staphylococcus aureus en más del 50% de
los laboratorios objeto de estudio.
30
2.2 MARCO TEÓRICO
2.2.1. Factores que influyen en el medio ambiente. La ecología se define como
“la ciencia que estudia las interacciones de los organismos vivos y su ambiente”.
Derivando de ésta, la ecología humana es el estudio de los ecosistemas desde el
punto de vista de la forma en que afectan a los seres humanos y en la que
resultan afectados por ellos. La ecología humana incluye conocimientos de
muchas ramas del saber: aspectos químicos, económicos, políticos, sociales,
éticos, y también estrictamente biológicos.
Cuando se estudian estas interacciones entre humanos y ecosistemas, se pueden
encontrar tres tipos de componentes adicionales: factores bióticos (compuestos
por organismos vivos), factores abióticos y sistemas biológicos. Estos últimos se
consideran existentes siempre y cuando los factores bióticos y abióticos
interactúen entre sí intercambiando energía y materia. Algunos pueden llegar a ser
tan complejos, que se hace necesario estudiarlos bajo niveles distintos de
jerarquía, desde individuos hasta ecosistemas.
2.2.1.1 Factores abióticos. Los factores abióticos son las características
fisicoquímicas que posee un medio. No dependen directamente de los seres vivos,
aunque su actividad puede modificarlos. (17)
Los componentes del medio abiótico se pueden agrupar en:
Compuestos inorgánicos: formados por carbono, nitrógeno, agua, fósforo,
azufre; es decir aquellos elementos que fluyen entre el componente biótico
y abiótico del ecosistema, en los ciclos biogeoquímicos.
Compuestos orgánicos: los cuales fluyen en el ecosistema en las cadenas
tróficas.
Factores climáticos: como la temperatura, luz, humedad, presión
atmosférica y se relacionan con la posición sobre el globo terráqueo.
Factores edáficos, que se relacionan con el ciclo geológico y los factores y
procesos formadores del suelo.
Los componentes bióticos y abióticos de cualquier ecosistema están íntimamente
entrelazados en la naturaleza, que resulta difícil desde el punto de vista funcional
establecer una separación clara entre ellos. Así por ejemplo los elementos
biológicos como carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, los
31
cuales constituyen las moléculas orgánicas de los seres vivos se encuentran en el
medio externo, tanto en la atmósfera, como en el suelo y fluyen de manera
constante entre los diferentes componentes del ecosistema. (18)
Temperatura. La temperatura es un factor fundamental en el desarrollo de las
bacterias, ya que condicionan su velocidad de crecimiento (y por lo tanto su
velocidad de generación) y la velocidad a la que catalizan las enzimas. A una
temperatura mínima para ellas, la velocidad de los procesos de transporte
ocurridas en la membrana se detiene, ya que la fluidez de ésta depende de la
temperatura. A medida que sube ésta, las reacciones metabólicas catalizadas
por las enzimas aumentan gradualmente hasta una temperatura máxima,
donde nuevamente esta velocidad empieza a descender (19).
Humedad. La humedad también es un factor determinante, ésta se puede
expresar como humedad absoluta o como humedad relativa. La primera hace
referencia al número de gramos de vapor de agua contenidos en un metro
cúbico de aire; mientras que la humedad relativa es la relación, expresada en
porcentaje, entre la cantidad de vapor de agua realmente existente en la
atmósfera y la que existiría si el aire estuviera saturado a la misma temperatura
(20). Esta capacidad del aire para contener humedad se relaciona con la
temperatura, donde si la capacidad del aire para absorber vapor de agua
aumenta, la temperatura se eleva; mientras que la humedad relativa disminuye
cuando la temperatura aumenta. La humedad relativa es un factor
determinante en el crecimiento de los microorganismos; cuando esta se
encuentra entre el 40 y 60% la atmósfera no contiene el vapor de agua
necesario para su óptimo crecimiento, haciendo que se disminuya su
concentración en el aire; por otra parte al presentarse una baja humedad
relativa se pueden presentar efectos adversos en la salud de los seres
humanos, generando sequedad en las fosas nasales y garganta, lo que
permite tener una mayor susceptibilidad a los patógenos que se puedan
encontrar suspendidos en el aire. (21)
2.2.1.2 Factores bióticos. Dentro de los componentes bióticos que se destacan
en este estudio, están los microorganismos capaces de transmitirse por el
ambiente a través del aire. En ambientes interiores se produce un importante
aporte de microorganismos por medio de las personas que están en ellos, los
32
sistemas de aire acondicionado, de distribución de agua, entre otros. Por otro lado,
los edificios contienen en su interior muchos lugares que permiten el crecimiento
de microorganismos, actuando como amplificadores de la contaminación biológica
aportada (22). Dentro de estos microorganismos, se estudian en este trabajo de
investigación las bacterias, de las cuales se hablará a continuación.
Bacterias. Se definen como células procariotas sin núcleo definido, tienen una
estructura sencilla cuando se comparan con las células eucariotas; sus formas y
tamaños son variados. Algunas bacterias formas endosporas resistentes para
sobrevivir en ambientes extremos en estado de reposo. De acuerdo a su forma.
Las bacterias pueden ser bacilos (bastones), cocos (forma redondeada) y espirilos
(formas espirales o helicoidales) (23).
Figura 1. Bacterias
Fuente:http://academico.upv.cl/doctos/ENFE-6017/%7B103AD534-8A1F-456C-
9BF899DD8BE54F05%7D/2012/S1/Clasificaci%C3%B3n%20de%20los%20Microorganismos.pdf -
p.16
33
Dentro de las bacterias presentes en el aire se encuentran:
Familia Bacillaceae. El género Bacillus sp., está comprendido por bacilos Gram
positivos, caracterizados principalmente por su capacidad de producir esporas.
Este género incluye microorganismos aerobios estrictos y anaerobios facultativos.
Las especies pertenecientes a este género son bastante heterogéneas, debido a
su gran diversidad metabólica, de tipo nutricional y de la composición y estructura
de la pared celular de las formas vegetativas. De igual manera se encuentran
especies psicrófilas, mesófilas y termófilas, así como alcalófilas, neutrófilas y
acidófilas. La especie B. anthracis es el principal causante de enfermedades en el
humano y en otros mamíferos, seguido de B. cereus causante de envenenamiento
por consumo.
Familia Corynebacteriaceae. Son bacilos Gram positivos, catalasa positiva, no
forman esporas, hacen parte de la flora normal del humano, pueden encontrarse
en el ambiente y estar asociados con animales. Las corinebacterias se han
considerado como poco importantes en cuanto a patologías del ser humano,
aunque, en personas con inmunodeficiencias pueden asumir el papel de invasores
oportunistas, causando principalmente infecciones cutáneas, neumonía,
endocarditis, placa dental entre otras. Corynebacterium diphtheriae es el patógeno
humano más importante dentro de esta familia, la cual tiene la capacidad de
producir la toxina diftérica cuando es lisogenizada por el fago beta.
Familia Pseudomonadaceae. El género Pseudomonas sp., está compuesto por
varias especies de bacilos Gram negativos, oxidasa-positivos, aerobios y no
fermentadores, que habitan principalmente en el suelo y agua, cumplen un papel
importante en la descomposición de la materia orgánica. Generalmente son
móviles debido a los flagelos polares que posee. Algunas especies son patógenas
para plantas y animales, mientras otras son patógenas oportunistas que infectan al
ser humano que presente inmunodeficiencias. Pseudomonas aeruginosa es el
patógeno humano, causando infecciones nosocomiales, meningitis.
Familia Actinomicetaceae Son bacilos Gram positivos que varían en su
morfología, requerimientos de oxígeno, composición de la pared celular y
capacidad de formar esporas. Estas causan tres infecciones importantes que son
Actinomicosis, Nocarditis y Actinomicetoma.
Familia Enterobactereaceae: Son bacilos Gram negativos, no formadores de
esporas que pueden ser móviles por flagelos perítricos o inmóviles, son
34
anaerobios facultativos con diversidad bioquímica. Cuando se desarrollan en
anaerobiosis fermentan los hidratos de carbono; mientras que en concentraciones
elevadas de oxígeno utilizan el ciclo del ácido tricarboxílico. La mayor parte de las
especies de esta familia no son patógenas, sino microorganismos oportunistas
que pueden infectar cualquier sitio del organismo cuando encuentren un huésped
alterado o inmunodeficiente. Los bacilos entéricos pueden llegar a invadir
cualquier parte del organismo y causar infecciones nosocomiales, neumonía,
meningitis y diversos trastornos gastrointestinales. Estos microorganismos son
sensibles a la desecación, pero pueden sobrevivir durante periodos prolongados si
se les proporciona la humedad adecuada. Entre las especies de mayor interés
para los humanos se encuentran: Escherichia coli, Citrobacter koseri, Citrobacter
amalonaticus, Enterobacter aerogenes, Klebsiella oxytoca, Klebsiella ozaenae,
Klebsiella pneumoniae, Klebsiella rhinoscleromatis, Morganella morganii, Proteus
mirabilis, Proteus vulgaris, Serratia odorífera y Providencia alcalifaciens.
Familia Staphylococcaceae. A esta familia pertenece el género Staphylococcus
sp., son anaerobios facultativos Gram positivos de los cuales existen 33 especies
aproximadamente y tres de ellas son de importancia clínica, entre los que se
encuentran Staphylococcus aureus, S. epidermidis y S. saprophyticus, en donde el
S. aureus es el patógeno más significativo para el hombre; S. epidermidis es
asociado con infecciones en pacientes con inmunodeficiencias, S. saprophyticus
puede causar infecciones en el tracto urinario en las mujeres (24). Otras especies
que se asocian con patología humana pertenecientes a esta familia se encuentran:
Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus lugdunensis, Staphylococcus
auricularis, Staphylococcus xylosus, Staphylococcus simulans.
2.2.1.3 Coeficiente de correlación de Pearson (ρ): Un coeficiente de
correlación, mide el grado de relación o asociación existente generalmente entre
dos variables aleatorias. No es conveniente identificar correlación con
dependencia causal, ya que, si hay una semejanza formal entre ambos conceptos,
no puede deducirse de esto que sean análogos; en efecto es posible que haya
una alta correlación entre dos acontecimientos y que, sin embargo, no exista entre
ellos relación de causa o efecto; por ejemplo cuando dos acontecimientos tienen
alguna causa común, pueden resultar altamente asociados y no son el uno causa
del otro. Cabe recordar que el coeficiente fluctúa entre -1 ≤ ρ ≤ 1.
35
Este coeficiente tiene como objetivo medir la fuerza o grado de asociación entre
dos variables aleatorias cuantitativas que poseen una distribución normal bivariada
conjunta. El coeficiente se define por la siguiente fórmula (25):
Características:
Cuando ρ sea un valor cercano a uno, la asociación lineal de ambas
variables es fuerte.
Cuando ρ sea un valor cercano a cero, la asociación lineal de ambas
variables es muy pobre o nula.
2.3 MARCO CONCEPTUAL.
Los términos que se definen a continuación corresponden a la perspectiva teórica
que asumen los investigadores en este estudio.
AEROBIOS MESÓFILOS: en este grupo se incluyen todas las bacterias, mohos y
levaduras capaces de desarrollarse a 35ºC +/- 2ºC en las condiciones
establecidas. (26)
AGAR: gel coloidal formado por hidratos de carbono. Se utiliza como agente
gelificante para dar solidez a los medios de cultivo. En el agar bacteriológico el
componente dominante es un polisacárido que se obtiene de ciertas algas marinas
y que presenta la indudable ventaja que, a excepción de algunos microorganismos
marinos, no es utilizado como nutriente. Un gel de agar al 1-2% se licua alrededor
de los 100ºC y se gelifica alrededor de los 40ºC, dependiendo de su grado de
pureza. (27)
BIOAEROSOLES: se definen como partículas que se encuentran suspendidas en
el aire y que contienen organismos vivos tales como bacterias, virus, hongos,
polen e incluso insectos muy pequeños o sus desechos. (28)
MEDIO DE CULTIVO: un medio de cultivo es un sustrato o una solución de
nutrientes que permite el desarrollo de microorganismos. En las condiciones de
36
laboratorio para realizar un cultivo, se debe sembrar sobre el medio de cultivo
elegido las muestras en las que los microorganismos van a crecer y multiplicarse
para dar colonias.
MICROORGANISMO: organismo que no es visible al ojo humano, capaz de
realizar sus procesos vitales tales como crecer, alimentarse, producir energía y
reproducirse. (29)
MICROORGANISMOS PATÓGENOS: microorganismos que dañan la salud
humana y son principalmente bacterias, virus y parásitos. (29)
SÍNDROME DEL EDIFICIO ENFERMO: conjunto de síntomas diversos de origen
multifactorial y de relación temporal positiva, experimentados por más de un 20 %
de los ocupantes de edificios no industriales, que mejoran e incluso pueden llegar
a desaparecer cuando el afectado deja el edificio.
UNIDADES FORMADORAS DE COLONIA (UFC): crecimiento de un
microorganismo sobre un medio de cultivo que se puede visualizar
macroscópicamente en las muestras para su recuento e identificación.
2.4. MARCO CONTEXTUAL
Esta investigación se realizó en la Universidad de Santander, Campus Cúcuta,
ubicada en la Urb. El Bosque, en la ciudad de San José de Cúcuta
37
Figura 2. Ubicación geográfica Universidad de Santander
La recolección de las muestras se realizó en los salones de clase B, C y D de la
Universidad de Santander Campus Cúcuta.
En cuanto a la preparación de los medios cultivos y el análisis de la carga
bacteriana con los medios de cultivo Agar SPC y Agar Baird Parker, se llevaron a
cabo en el Laboratorio de Microbiología 1 de la Universidad de Santander campus
Cúcuta.
2.5 MARCO LEGAL
Este estudio pretende apoyarse en el fundamento ético y legal de diferentes resoluciones, decretos internacionales que norman y direccionan el tema de esta investigación.
Normas UNE 100012:2005 El objeto de esta norma es valorar la higiene de los
sistemas de ventilación y acondicionamiento de aire (SVAA).
NORMA UNE 171330 – Calidad ambiental en interiores Esta norma se desarrolla
con el objeto de establecer un sistema paso a paso de diagnóstico, inspección y
gestión de los ambientes interiores. El campo de aplicación de esta norma es el
38
ambiente interior de todo tipo de recintos, instalaciones y edificaciones,
exceptuando aquellos que se destinan a actividades desarrolladas en procesos
industriales y agrícolas
2.6 SISTEMA DE HIPÓTESIS
H1: Existe alguna relación entre los factores bióticos y abióticos y la carga
bacteriana presente en las aulas de clase de la Universidad de Santander,
Campus Cúcuta.
H0: No existe alguna relación entre los factores bióticos y abióticos y la carga
bacteriana presente en las aulas de clase de la Universidad de Santander,
Campus Cúcuta.
39
2.7 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES
Tabla 1. Matriz Operativa
VARIABLE
PREGUNTA DE
INVESTIGACIÓN
OBJETIVO
ESPECÍFICO VARIABLE DIMENSIÓN INDICADOR INSTRUMENTO ESCALA FUENTE
¿Cuál es la
carga
bacteriana
existente en los
salones de
clase de la
Universidad de
Santander,
Campus
Cúcuta?
Identificar la
carga
bacteriana
en los
salones de
clase
mediante
técnicas de
laboratorio
Carga
microbiana
UFC/cm2 /15
min
20;21;22… Incubadora Razón Muestras
de
ambiente
¿Cuáles son los
factores bióticos
y abióticos que
están presentes
en los salones
de clase de la
Universidad de
Santander,
Campus
Cúcuta?
Caracterizar
los factores
bióticos y
abióticos en
los entornos
de los
salones de
clase
mediante
técnicas de
Factores
bióticos y
abióticos
Temperatura,
humedad,
presencia de
partículas de
polvo, tipo de
microorganis
mos
°C, %HR Termohigróme
tro,
incubadora,
medio de
cultivo
Nominal,
Razón
Salones
de clase
40
observación
.
¿Existe o no
una asociación
entre los
factores bióticos
y abióticos con
la carga
bacteriana
presente en los
salones de
clase de la
Universidad de
Santander,
Campus
Cúcuta?
Establecer
la
asociación
de los
factores
bióticos y
abióticos
con la carga
bacteriana
mediante el
coeficiente
de
determinaci
ón R2.
Asociación
entre
variables
Adimensional 0.67…0.85 SPSS v26 Razón Salones
de clase
41
3. MARCO METODOLÓGICO
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Los tipos de investigación se clasifican en función de su propósito, del nivel de
profundidad con el que se estudia un fenómeno, el tipo de datos empleados, el
tiempo que toma estudiar el problema, entre otras.
3.1.1 Nivel de investigación. Según Arias (30), la investigación descriptiva
consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin
de establecer su estructura o comportamiento. Por tal razón, el tipo de
investigación realizada en el presente estudio es descriptiva correlacional, ya que
se recolectó información sobre la presencia o ausencia de aerobios mesófilos y
Staphylococcus aureus, en los ambientes de 15 salones de clase de la
Universidad de Santander UDES, y además se estableció el grado de relación o
asociación existente entre dos o más variables (temperatura, humedad relativa).
3.1.2. Diseño de la investigación. Según Arias (30), la investigación de campo es
aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos
investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar
variable alguna. Dado lo anterior, esta investigación es de campo, por lo que se
realizó la recolección de los datos directamente en 15 salones de la Universidad
de Santander Campus Cúcuta, sin realizar ninguna modificación en estos recintos.
3.2 MÉTODOS
Para el desarrollo de la presente investigación, fue necesario desarrollar las
siguientes fases:
Fase I: Preparatoria
En esta fase fue importante la preparación y alistamiento del material de
laboratorio necesario para la toma de muestras ambientales, además de
seleccionar los salones y puntos de toma de muestra de los bloques B, C y D.
42
Fase II: Descriptiva
Esta fase constó de 3 etapas que permitieron la descripción y desarrollo de la
investigación.
Etapa 1. Toma de muestras. Se realizaron dos muestreos en el periodo A del
año 2019. Para la recolección de muestras se empleó la técnica de sedimentación
en placa, mediante la utilización de 30 cajas de Petri con los medios de cultivo
SPC y Baird Parker para recuento de aerobios mesófilos y Staphylococcus aureus
respectivamente. Dichos medios se transportaron hasta los salones de clase
objeto de estudio y posteriormente se expusieron al ambiente durante 15 minutos.
Los muestreos se realizaron en 5 salones por bloque (B, C y D) de la Universidad
de Santander, Campus Cúcuta. Todas las muestras se incubaron a una
temperatura de 37ºC durante 48 horas.
Etapa 2. Caracterización de factores bióticos. Luego del periodo de
incubación, se realizó el recuento de colonias, y se reportó como UFC/65cm2/15
minutos para aerobios mesófilos y Staphylococcus aureus.
Posteriormente, se tomaron colonias representativas de cada una de las cajas y
se realizó caracterización macroscópica y microscópica de las mismas. Tras
obtener dicha caracterización, se procedió a la identificación bioquímica de cada
uno de los aislados mediante siembra en agar TSI, LIA, indol, motilidad, citrato,
DNAsa y coagulasa y se llevaron a incubación a 37°C durante 24 horas.
Transcurrido este tiempo se realizó la interpretación de los resultados.
Etapa 3. Identificación de factores abióticos. Para la identificación de los
factores abióticos, se tuvo en cuenta la temperatura, humedad relativa con un
termohigrómetro de marca hitech y presencia o ausencia de partículas de polvo
por la técnica de observación. Para la recolección de los datos, se utilizó el
método de observación, registrando cada una de las características en un formato
diseñado para tal fin (Anexo A, B y C).
Fase III: Análisis
Etapa 1. Determinación de la correlación. Para la determinación de la
correlación entre las variables, se utilizó la técnica estadística de correlación de
Pearson, a través del software SPSS v26. De esta manera, se estableció el grado
de correlación entre ellas según el coeficiente de correlación de Pearson (r) donde
43
se correlacionó cada una de las variables con la presencia de carga microbiana,
un valor cercano de r a 1, explica una buena relación entre las variables, caso
contrario cuando r tiene un valor cercano a 0.
Fase 5: Cierre
La interpretación se llevó a cabo a partir de la carga microbiana obtenida de los
dos muestreos realizados y la correlación establecida entre estos, la temperatura
ambiental y la humedad relativa de los salones muestreados.
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA.
3.3.1 Población. Es el conjunto total de individuos, objetos o medidas que poseen
algunas características comunes observables en un lugar y en un momento
determinado. La población utilizada en esta investigación estuvo compuesta por
los ambientes de los salones de la Universidad de Santander, Campus Cúcuta.
3.3.2 Muestra. La muestra es un subconjunto fielmente representativo de la
población. La muestra estuvo constituida por los ambientes de 15 salones
ubicados en los bloques B, C y D de la Universidad de Santander, Campus
Cúcuta.
3.4. TÉCNICA E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.
Las técnicas utilizadas para la recolección de datos fue la observación de aquellos
factores abióticos como temperatura, humedad relativa y presencia o ausencia de
material particulado. De igual manera, los resultados de las muestras tomadas se
registraron en un cuaderno de campo y se realizó registro fotográfico de cada una
de las actividades realizadas.
3.5. TÉCNICA DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE LOS DATOS.
Para el análisis de resultados, se aplicó el análisis del coeficiente de correlación
de Pearson entre las variables cuantitativas de temperatura, humedad relativa y
presencia de material particulado versus la carga microbiana presente en los
44
salones de clase de la Universidad de Santander Campus Cúcuta utilizando el
software SPSS v.23
45
4. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1 RESULTADOS E INTERPRETACIÓN.
4.1.1 Caracterización de la carga microbiana presente en los salones de clase.
Tabla 2. Recuento de Staphylococcus aureus en los salones muestreados.
SALÓN
PRIMER MUESTREO
INFORME
B-301 4 UFC/65cm2/15min
B-302 1 UFC/65cm2/15min
B-303 3 UFC/65cm2/15min
B-402 4 UFC/65cm2/15min
B-403 2 UFC/65cm2/15min
C-502 2 UFC/65cm2/15min
C-503 3 UFC/65cm2/15min
C-305 0 UFC/65cm2/15min
C-301 0 UFC/65cm2/15min
C-304 0 UFC/65cm2/15min
D-202 0 UFC/65cm2/15min
D-405 1 UFC/65cm2/15min
D-402 2 UFC/65cm2/15min
D-501 0 UFC/65cm2/15min
D-603 2 UFC/65cm2/15min
SEGUNDO MUESTREO
INFORME
2 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
TERCER MUESTREO
INFORME
2 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
4 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
4 UFC/65cm2/15min
46
Según la Tabla 2, se puede observar una baja presencia de Staphylococcus
aureus en todos los salones muestreados, sin embargo, los salones del Bloque B,
específicamente los salones B-301 y B-402 mostraron mayor concentración de
este microorganismo.Según la Tabla 4, los salones del Bloque D mostraron una
carga bacteriana de Staphylococcus aureus casi nula, mientras que los Bloque B y
C mostraron una concentración muy baja de este microorganismo.Los resultados
de la Tabla 6, muestran el promedio de Unidades Formadoras de Colonias en los
salones muestreados, encontrándose valores que oscilaron entre 0
UFC/65cm2/15min y 4 UFC/65cm2/15min.
47
Caracterización de la carga microbiana presente en los salones de clase
Tabla 3. Recuento de aerobios mesófilos en los ambientes muestreados.
TERCER MUESTREO
INFORME
5 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
4 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
5 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
SALÓN PRIMER MUESTREO
INFORME
B-301 1 UFC/65cm2/15min
B-302 8 UFC/65cm2/15min
B-303 6 UFC/65cm2/15min
B-402 1 UFC/65cm2/15min
B-403 4 UFC/65cm2/15min
C-502 3 UFC/65cm2/15min
C-503 5 UFC/65cm2/15min
C-305 6 UFC/65cm2/15min
C-301 1 UFC/65cm2/15min
C-304 0 UFC/65cm2/15min
D-202 1 UFC/65cm2/15min
D-405 0 UFC/65cm2/15min
D-402 0 UFC/65cm2/15min
D-501 1 UFC/65cm2/15min
D-603 0 UFC/65cm2/15min
SEGUNDO MUESTREO
INFORME
0 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
3 UFC/65cm2/15min
2 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
4 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
0 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
1 UFC/65cm2/15min
48
Según la Tabla 3, se puede observar una baja presencia de aerobios mesófilos en
los salones del Bloque D en comparación con los salones muestreados de los
Bloques B y C, con recuentos que oscilan entre 1 y 8 UFC/65cm2/15min. De
acuerdo con la Tabla 5, los resultados obtenidos muestran una carga bacteriana
muy baja en el Bloque D, y moderada en los Bloques B y C. Según la Tabla 7, la
concentración de mesófilos aerobios en los ambientes de los salones muestreados
estuvo entre 0 y 5 UFC/65cm2/15min. En promedio, los Bloques B y D presentaron
3 UFC/65cm2/15min, mientras que el bloque C presentó un promedio de 2
UFC/65cm2/15min.
49
4.1.2 Caracterización microscópica y macroscópica de los aislados obtenidos.
Tabla 4. Caracterización microscópica y macroscópica. Primer muestreo.
MEDIO DE
CULTIVO
MORFOLOGÍA
MICROSCÓPICA
MORFOLOGÍA
MACROSCÓPICA IMAGEN
Baird Parker Cocos Gram Positivos
en racimos
Colonias negras
Redondas, de
bordes lisos,
convexas,
húmedas,
brillantes,
rodeadas de una
zona opaca y un
halo claro con
actividad de las
enzimas lecitinasa
y lipasa.
Fuente Shirley Bolívar
Fuente Shirley Bolívar
SPC Cocos Gram positivos
en cadena
colonias de color
blanco
convexa, borde
regular, aspecto
cremoso
SPC Bacilos Gram
positivos aislados
colonias de color
rosado convexa,
borde regular,
aspecto brillante
Fuente Shirley Bolívar
En la tabla 8, se describe la morfología macroscópica y microscópica de las
diferentes colonias aisladas a partir del primer muestreo realizado a los ambientes
de los salones de clase. Estos resultados muestran la presencia tanto de bacterias
Gram positivas como bacterias Gram negativas.
50
Tabla 5. Caracterización microscópica y macroscópica. Segundo muestreo.
MEDIO DE
CULTIVO
MORFOLOGÍA
MICROSCÓPICA
MORFOLOGÍA
MACROSCÓPICA IMAGEN
Baird Parker Cocos Gram Positivos
en racimos
Colonias negras
Redondas, de
bordes lisos,
convexas,
húmedas,
brillantes, rodeadas
de una zona opaca
y un halo claro con
actividad de las
enzimas lecitinasa
y lipasa.
Fuente Shirley Bolívar
SPC Bacilos Gram
positivos
Colonias de color
blanco convexa,
borde regular,
aspecto cremoso
Fuente Shirley Bolívar
SPC Bacilos Gram
positivos y negativos
Colonias de color
beige borde
irregular, plana,
aspecto seco Fuente Shirley Bolívar
La tabla 9, muestra la morfología macroscópica y microscópica de las diferentes
colonias aisladas a partir del segundo muestreo realizado a los ambientes de los
salones de clase. Estos resultados enmarcan la presencia principalmente de
bacterias Gram positivas.
51
Tabla 6. Caracterización microscópica y macroscópica. Tercer muestreo.
MEDIO DE
CULTIVO
MORFOLOGÍA
MICROSCÓPICA
MORFOLOGÍA
MACROSCÓPICA IMAGEN
Baird Parker Cocos Gram Positivos
en racimos
colonias negras
Redondas, de
bordes lisos,
convexas,
húmedas,
brillantes,
rodeadas de una
zona opaca y un
halo claro con
actividad de las
enzimas lecitinasa
y lipasa.
Fuente Shirley Bolívar
SPC Cocos Gram positivos
colonias de color
blanco convexa,
borde regular,
aspecto cremoso
Fuente Shirley Bolívar
SPC Bacilos Gram positivos
esporulados
colonias de color
beige borde
irregular, plana,
aspecto seco Fuente Shirley Bolívar
SPC Bacilos Gram
negativos
colonias de color
amarillo convexa,
borde regular,
aspecto brillante
Fuente Shirley Bolívar
52
SPC Cocos Gram positivos
colonias de color
naranja convexa,
borde regular,
aspecto brillante Fuente Shirley Bolívar
En la tabla 10 se describe la morfología macroscópica y microscópica de las
diferentes colonias aisladas a partir de los muestreos ambientales. Estos
resultados destacan la presencia de bacterias Gram positivas principalmente.
4.1.3 Identificación bioquímica de los aislados obtenidos. Se tomaron las
colonias más representativas y se realizó la identificación a partir de algunas
pruebas bioquímicas, obteniendo los resultados descritos en las tablas
encontradas a continuación:
Tabla 7. Identificación bioquímica microorganismos Gram positivos. Primer muestreo.
SALON COLONIAS A
IDENTIFICAR COAGULASA DNAsa
IDENTIFICACIÓN
B-301,B-402, C-502,C-503
Colonias negras positivo Positivo
Staphylococcus
aureus
C-502, B-303 Colonias blancas negativo negativo
Staphylococcus
epidermidis
53
Tabla 8. Identificación bioquímica microorganismos Gram positivos. Segundo muestreo.
Tabla 9. Identificación bioquímica microorganismos Gram negativos. Segundo muestreo
SALON COLONIAS A
IDENTIFICAR CITRATO
MOTILIDAD
INDOL TSI LIA
IDENTIFICACION
C-305 D-202 D-501 D-603
Colonias beige Positivo
Motilidad:
positiva
Indol: negativa
A/A K/K Enterobacter cloacae
Tabla 10. Identificación bioquímica microorganismos Gram positivos. Tercer muestreo.
SALON COLONIAS A
IDENTIFICAR COAGULASA DNAsa
IDENTIFICACIÓN
B-301,B-402,C-502, C-503
Colonias negras Positivo positivo
Staphylococcus
aureus
B-301, C-
502 Colonias blancas Negativo negativo
Staphylococcus
epidermidis
B-301, C-
502 Colonias beige Positivo negativo
Staphylococcus
epidermidis
D-405, C-
301,D-405 Colonias naranjas Negativo negativo
Staphylococcus
hominis
SALON COLONIAS A
IDENTIFICAR COAGULASA DNAsa
IDENTIFICACIÓN
B-301,B-402,C-502,C-503
Colonias negras Positivo Positivo
Staphylococcus
aureus
C-502B-303,D-603
Colonias blancas Negativo negativo
Staphylococcus
epidermidis
54
Tabla 11. Identificación bioquímica microorganismos Gram negativos. Tercer muestreo.
SALON COLONIAS A
IDENTIFICAR CITRATO
MOTILIDAD
INDOL TSI LIA IDENTIFICACION
D-202 D-501
Colonias
amarillas negativo
Motilidad:
negativo
Indol: negativa
A/A K/K Enterobacter
aerogenes
4.1.4 Caracterización de los factores abióticos. Para la caracterización de los
factores abióticos de interés en este estudio como temperatura, humedad relativa
y presencia o ausencia de material particulado se realizó un análisis de varianza
que permitió deducir la variabilidad de dichos datos al momento de los muestreos
realizados.
Tabla 12. Resumen del ANOVA
Suma de
cuadrados Gl
Media
cuadrática F Sig.
°C Entre grupos ,578 2 ,289 ,054 ,947
Dentro de grupos 223,333 42 5,317
Total 223,911 44
%HR Entre grupos ,311 2 ,156 ,006 ,994
Dentro de grupos 1144,800 42 27,257
Total 1145,111 44
Mat_partic Entre grupos 48,844 2 24,422 17,644 ,000
Dentro de grupos 58,133 42 1,384
Total 106,978 44
Dado lo anterior, la tabla 16 muestra que existen diferencias estadísticamente
significativas solo en la media del material particulado encontrado en los diferentes
salones de clase (Sig.=0,00< 0,05). Caso contrario, se registra para la media de
los datos obtenidos para temperatura y humedad relativa donde no aparecen
diferencias estadísticamente significativas entre los 3 bloques muestreados con un
nivel de confianza del 95%, (Sig.=0,994> 0,05).
55
Tabla 13. Promedio de temperatura registrada durante los muestreos
Salones Temperatura (°C)
B-301 28,7
B-302 26,7
B-303 27,0
B-402 27,3
B-403 25,3
C-502 27,0
C-503 26,0
C-305 26,7
C-301 27,3
C-304 27,7
D-202 26,3
D-405 28,3
D-402 26,3
D-501 26,3
D-603 28,7
En la tabla 17 se muestra el promedio de la temperatura registrada durante los
tres muestreos, valores que oscilaron entre 25°C y 29°C. Por otro lado, el gráfico
1 confirma lo observado en la tabla 16, evidenciando la poca variabilidad de la
temperatura alcanzada durante la época de muestreo, esto debido posiblemente a
las condiciones medioambientales típicas de la ciudad de Cúcuta.
56
Grafico 1. Variabilidad entre la temperatura (°C) registrada en los ambientes de los salones ubicados en los bloques B C y D durante los 3 muestreos realizados
Tabla 14. Promedio de la humedad relativa registrada durante los muestreos
Salones Humedad relativa
(%)
B-301 42,7
B-302 41,3
B-303 43,3
B-402 43,3
B-403 42,0
C-502 39,0
C-503 41,0
C-305 44,7
C-301 44,3
C-304 43,3
D-202 40,7
D-405 40,7
D-402 43,7
D-501 42,3
D-603 46,0
La Tabla 18 evidencia el promedio de humedad relativa registrada durante los tres
muestreos, valores que oscilaron entre 39% y 46%. Por otro lado, el gráfico 2
corrobora la poca variabilidad de los datos relacionados con la humedad relativa
57
expresada en la tabla 16 donde se muestra que no existen diferencias mínimas
significativas entre los valores registrados para la época del muestreo.
Grafico 2. Variabilidad entre la Humedad relativa (%) registrada en los ambientes de los salones ubicados en los bloques B C y D durante los 3 muestreos realizados
La Tabla 19 evidencia el promedio registrado para la presencia de material
particulado durante los tres muestreos. De igual manera, el gráfico 3 confirma la
alta variabilidad de los datos relacionados con esta variable analizada en la tabla
16 donde se muestra que existen diferencias mínimas significativas entre los
valores registrados para la época del muestreo, dando como resultado que en los
salones del bloque D es donde se registra la mayor presencia de dicho material.
58
Tabla 15. Promedio de la presencia o ausencia de partículas de polvo registrado durante los muestreos
BLOQUES
SALON
PRESENCIA DE PARTICULAS DE POLVO
AUSENCIA DE PARTICULAS DE POLVO
1 2 3 4 5 0
TORRE B 1 - 301 ×
2 - 302 ×
3 - 303 ×
4 - 402 ×
5 - 403 ×
TORRE C 6 - 502 ×
7 - 503 ×
8 - 305 ×
9 - 301 ×
10 - 304 ×
TORRE D 11 - 202 ×
12 -405 ×
13 - 402 ×
14 -501 ×
15 - 603 ×
59
Tabla 16. Instructivo de recolección de factores abióticas mediante observación directa
Salones Presencia o ausencia de
material particulado
B-301 3
B-302 1
B-303 0
B-402 2
B-403 0
C-502 0
C-503 0
C-305 2
C-301 1
C-304 0
D-202 5
D-405 3
D-402 4
D-501 1
D-603 2
(0) Ausencia de partículas de polvo; (1) muy baja presencia; (2) baja presencia; (3) media
presencia; (4) alta presencia; (5) Muy alta presencia.
60
Grafico 3. Variabilidad entre el partículas de polvo encontrado en los salones ubicados en los bloques B C y D durante los 3 muestreos realizados
4.1.5 Asociación de los factores bióticos y abióticos con la carga bacteriana
mediante correlación de Pearson. Para establecer la asociación entre los
factores bióticos y abióticos con la carga bacteriana encontrada en este estudio se
realizó una correlación de Pearson, la cual sirve como prueba de hipótesis y como
medida de correlación de los datos obtenidos, arrojando los siguientes resultados:
Grafico 4. Correlación de Pearson entre los factores abióticos y la concentración de S. aureus encontrada en los salones de clase
°C %HR
Material
particulado
Conc_celular
_S.aureus
°C Correlación de
Pearson 1 ,610** ,089 ,244
Sig. (bilateral) ,000 ,559 ,107
N 45 45 45 45
%HR Correlación de
Pearson ,610** 1 ,022 ,136
Sig. (bilateral) ,000 ,888 ,371
N 45 45 45 45
61
Material
particulado
Correlación de
Pearson ,089 ,022 1 -,136
Sig. (bilateral) ,559 ,888 ,375
N 45 45 45 45
Conc_celular
S.aureus
Correlación de
Pearson ,244 ,136 -,136 1
Sig. (bilateral) ,107 ,371 ,375
N 45 45 45 45
**. La correlación es significativa en el nivel 0,01 (bilateral).
De acuerdo con los resultados presentados en la tabla 20 y el gráfico 4 se acepta
la hipótesis nula la cual afirma que no existe correlación entre los factores bióticos
y abióticos encontrados en los salones de clase dado que el p valor es superior a
0,05.
Por otro lado, esta correlación cuyo índice es de (0,244) para la temperatura;
(0,136) para la humedad relativa y (-0,136) para la presencia de material
particulado se puede ubicar en escasa correlación e ínfima correlación
respectivamente.
Grafico 5. Matriz de asociación entre la Temperatura, Humedad relativa, presencia o ausencia del material particulado y la concentración de S.aureus
62
Grafico 6. Correlación de Pearson entre los factores abióticos y la concentración de mesófilos aerobios encontrada en los salones de clase
°C %HR
Material
particulado
Conc_celular
_Mesófilos
°C Correlación de
Pearson 1 ,610** ,089 ,020
Sig. (bilateral) ,000 ,559 ,897
N 45 45 45 45
%HR Correlación de
Pearson ,610** 1 ,022 -,009
Sig. (bilateral) ,000 ,888 ,954
N 45 45 45 45
Material
particulado
Correlación de
Pearson ,089 ,022 1 -,295*
Sig. (bilateral) ,559 ,888 ,049
N 45 45 45 45
Concentración
Mesófilos
Correlación de
Pearson ,020 -,009 -,295* 1
Sig. (bilateral) ,897 ,954 ,049
N 45 45 45 45
**. La correlación es significativa en el nivel 0,01 (bilateral).
*. La correlación es significativa en el nivel 0,05 (bilateral).
Dados los resultados presentados en la tabla 21 y el gráfico 5 se acepta la
hipótesis nula la cual afirma que no existe correlación entre los factores abióticos
como la temperatura y la humedad relativa con la concentración de mesófilos
aerobios encontrados en los salones de clase dado que el p valor es superior a
0,05.
No obstante, se rechaza dicha hipótesis nula ya que si existe correlación entre la
concentración de mesófilos aerobios y la presencia o no de material particulado
encontrado en los salones de clase.
Por otro lado, estas correlaciones cuyo índice es de (0,020) para la temperatura; (-
0,009) para la humedad relativa y (-0,295) para la presencia de material
particulado se pueden ubicar en ínfima correlación (temperatura vs. Concentración
mesófilos /humedad relativa vs. Concentración mesófilos) y buena correlación
(material particulado vs. Concentración mesófilos) respectivamente.
63
Grafico 7. Matriz de asociación entre la Temperatura, Humedad relativa, presencia o ausencia del material particulado y la concentración de mesófilos aerobios
4.2 DISCUSIÓN
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), “se considera que el
aire limpio es un requisito básico de la salud y el bienestar humanos” (2). Sin
embargo, su contaminación sigue representando una amenaza importante para la
salud en todo el mundo. Por tal razón, es importante estudiar los microorganismos
ya sean hongos o bacterias y las partículas biológicas que generan dicha
contaminación al interior de edificaciones, causando deterioro en las
infraestructuras y en algunos casos, problemas de salud.
Según Ortiz y Catalán, “se considera que un ambiente interior sufre una
contaminación biológica si contiene bioaerosoles que pueden causar enfermedad,
o efectos adversos para la salud de las personas que se hallen en ese ambiente
como hipersensibilidad, irritación, inflamación, etc” (11). Los bioaerosoles son
64
pequeñas partículas transmitidas por el aire que contienen en su interior
contaminantes biológicos: seres vivos o productos derivados de ellos. La
inhalación, ingestión o el simple contacto con la piel permite a los
microorganismos trasmitidos por bioaerosoles entrar en contacto con los seres
humanos y producir diversas enfermedades.
De otro lado, Cruz y Jiménez (21) afirman que la humedad relativa es un factor
determinante en el crecimiento de los microorganismos; cuando esta se
encuentra entre el 40 y 60% la atmósfera no contiene el vapor de agua
necesario para su óptimo crecimiento, haciendo que se disminuya su
concentración en el aire, razón por la cual, se puede asegurar que las
condiciones de humedad relativa registradas en este estudio (39% y 46%) y
encontradas en los salones de clase de la Universidad de Santander campus
Cúcuta beneficiaron la poca concentración de microorganismos encontrados
durante los muestreos realizados; por otra parte es bien sabido que al
presentarse una baja humedad relativa se pueden presentar efectos
adversos en la salud de los seres humanos, generando sequedad en las
fosas nasales y garganta, lo que permite tener una mayor susceptibilidad a
los patógenos que se puedan encontrar suspendidos en el aire.
De igual manera, la Organización Panamericana de la Salud afirma que la
temperatura es un factor de importancia en la dinámica atmosférica, ya que esta
influye directamente en la movilización y limpieza de grandes cantidades de polvo,
humo, partículas y bioaerosoles suspendidos en el aire, transportándolos a través
de cerros, valles y cañadas. Los resultados de esta investigación muestran como
la temperatura estuvo entre 25°C y 29°C teniendo esta una variación inversa con
la humedad; es decir que la humedad disminuyó cuando la temperatura aumentó.
No obstante, los datos registrados muestran una temperatura que, aunque
variable, es óptima para el crecimiento de mesófilos aerobios los cuales para esta
investigación se observaron en bajas concentraciones. Esto coincide con muchos
otros estudios que afirman que el origen de los microorganismos en ambientes
interiores es muy diverso, llegándose a encontrar en los materiales utilizados
como aislantes en la construcción de edificios, pintura, papel de las paredes,
humificadores y por supuesto en los sistemas de aire acondicionado quienes
introducen en los ambientes interiores, grandes cantidades de bacterias, hongos
y protozoos, así como endotoxinas (11), lo que se cree fue determinante en la no
obtención de altas concentraciones de microorganismos para esta investigación
dado que las muestras fueron tomadas en momentos en los que los sistemas de
aire acondicionado estaban apagados y sin flujo de personas al interior de los
65
lugares de muestreo. Esto comprueba una vez más, como, no solo el aire es
importante en microbiología ya que proporciona un mecanismo de transferencia
para los microorganismos (virus, bacterias, hongos y toda clase de alérgenos),
constituyendo una parte del material particulado de la atmósfera, sino también el
hecho de que cada vez los ambientes interiores al ser más herméticos dificultan
la renovación del aire y causan que se acumule vapor de agua que, al
condensar en superficies, crea condiciones de humedad idóneas para el
crecimiento de microorganismos (11).
Con base en lo anterior, para determinar el comportamiento y establecer el grado
de relación existente entre la concentración de microorganismos y las variables
meteorológicas (factores abióticos) se aplicó la correlación de Pearson, cuyo
índice fue de (0,244) para la temperatura; (0,136) para la humedad relativa y (-
0,136) para la presencia de material particulado lo que arroja como resultado una
escasa correlación entre la concentración de S. aureus, la temperatura y la
humedad relativa y una ínfima correlación entre la concentración de S. aureus y el
material particulado para lo que se deben obtener mayor cantidad de datos
con el fin de establecer una correlación más confiable.
De igual manera, se pudo establecer que solo algunos factores abióticos
analizados presentan buena correlación con la concentración de mesófilos
aerobios encontrados, tal es el caso del material particulado con un índice de (-
0,295). Por el contrario, no existe correlación entre la temperatura y la humedad
relativa y la concentración de mesófilos aerobios encontrados dado el índice de
correlación arrojado de (0,020) para la temperatura; (-0,009) para la humedad
relativa respectivamente, lo que permite ubicar en ínfima correlación estas
variables.
66
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Se detectó la presencia de Staphylococcus aureus y aerobios mesófilos, aunque
las concentraciones obtenidas en esta investigación no tienen un respaldo
normativo que permita compararlos y así poder llegar a una conclusión de si esta
presencia de carga bacteriana puede o no afectar la salud del personal que
ingresa a los salones de clase de la Universidad de Santander Campus Cúcuta.
La caracterización de los factores abióticos mostró que los datos recolectados
acerca de la temperatura y humedad relativa presente en los salones de clase
están en un rango que la literatura científica ha considerado como condiciones
óptimas para el crecimiento bacteriano. Estas condiciones medioambientales
tienen una explicación sencilla, y es que, a su vez, estos ambientes se encuentran
en una ciudad que, en promedio, mantiene estas condiciones durante gran parte
del año.
Para la caracterización de los factores bióticos se utilizaron técnicas de laboratorio
para la identificación de algunos aerobios mesófilos presentes en los salones de
clase. Debido a esta caracterización, se logró identificar positivamente la
presencia de Staphylococcus aureus y algunas bacterias Gram negativas y Gram
positivas, siendo éstas últimas, las de mayor proporción en los muestreos
realizados.
Al recolectar los datos sobre la temperatura, humedad relativa y presencia o
ausencia de partículas de polvo y compararlos estadísticamente con la
concentración de la carga bacteriana presente bajo el coeficiente de Pearson, se
puede concluir que solo el grupo de mesófilos aerobios como grupo tiene una
buena correlación con la presencia de material particulado en las aulas de clase.
67
5.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda realizar nuevas investigaciones de este tipo integrando la
búsqueda de otros microorganismos importantes a nivel ambiental como lo son los
hongos y las levaduras.
Ampliar nuevas investigaciones en esta área que permitan conocer las
condiciones ambientales en los espacios administrativos, educativos y científicos
de la universidad.
Realizar la medición de otras variables meteorológicas de importancia en análisis
de aire que puedan correlacionarse con la concentración de microorganismos
encontrados.
Seleccionar un punto de referencia donde se puedan tomar mayor cantidad de
muestras, con el fin de que sea representativo para la investigación.
Dados los resultados obtenidos y teniendo en cuenta la relación costo y tiempo se
recomienda el establecimiento de medidas de prevención e higiene para evitar
cualquier tipo de enfermedad o virus que se puedan presentar en las aulas de la
Universidad de Santander campus Cúcuta.
68
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Católica de Chile, Instituto Milenio en Inmunología e inmunoterapia.
70
29. Contreras S. Invitados a comer no deseados. ¿Bacterias, virus o protozoarios?
Ciencia. 2012; p. 83.
30. Arias F. El proyecto de investigación: Introducción a la metodología científica.
5th ed.: Editorial Epísteme.
71
ANEXOS
72
Anexo A. PREPARACIÓN DE MEDIOS
73
Anexo B. EXPOSICIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO A MEDIO AMBIENTE DE LOS SALONES DE CLASE POR 15 MINUTOS
74
Anexo C. INCUBACION DE MUESTRAS A 37 °C POR 24 HORAS
75
Anexo D. ANALISIS DE RESULTADOS
MACROSCOPICO
76
Anexo E. ANÁLISIS DE RESULTADOS MICROSCÓPICO
77
Anexo F. PRUEBAS BIOQUÍMICAS
78
Anexo G. PRUEBA COAGULASA
79
Anexo H. PRUEBA DE DNAsa
