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CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA
2013
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CONCEPTOS BÁSICOS | Contaminación microbiológica Alteración de un proceso, producto o sistema por la introducción de un agente contaminante ajeno a ese medio (microorganismos), causando inestabilidad o variaciones en el medio que se encuentra.
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BIOPELÍCULA (BIOFILM)
| Microsistema organizado y conformado por uno o varios microorganismos asociados a una superficie, con características funcionales y estructuras complejas.
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GENERALIDADES
El crecimiento en biofilms representa la forma habitual de crecimiento de las
bacterias en la naturaleza
El crecimiento en biofilms representa la forma habitual de crecimiento de las
bacterias en la naturaleza
Todos los microorganismos realizan cambios estructurales y metabólicos
para adaptarse al biofilm
Todos los microorganismos realizan cambios estructurales y metabólicos
para adaptarse al biofilm
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LOCALIZACIÓN DE MICROORGANISMOS
| En el aire y partículas de basura
| Agua utilizada para diluir o enjuagar
| Materia prima (Aditivos orgánicos)
| Sistema (filtros de agua sucios)
| Los trabajadores (higiene personal)
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SIGNOS DE CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA
| Decoloración en la superficie | Cambio propiedades fisicoquímicas | Generación de gas | Acumulación de biomasa
| Rompimiento de la emulsión | Mal olor | Coagulación | Crecimiento microbiano visible
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PRESENCIA DE BIOFILM
Esta conformación ocurre cuando los microorganismos se adhieren a una superficie, formando una comunidad o
colonias, que excretan sustancias protectoras.
Forma canales que permiten la circulación de agua, enzimas,
nutrientes y residuos contaminan el sistema o producto.
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COMPOSICIÓN DEL BIOFILM
97% de agua Células bacterianas Exopolisacáridos Macromoléculas (DNA, proteínas) Productos procedentes de la lisis bacteriana
Glicocalix 75% Sales
Componentes Principales Componentes Principales Otros Componentes Otros Componentes
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PROPIEDADES DE LA BIOPELÍCULA
| Color y consistencia | Densidad | Erosión | Espesor
| Viscosidad | Hidrofílica
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FORMACIÓN DE BIOFILM
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1. CREACIÓN DE LAS CONDICIONES ADECUADAS
| La superficie es adicionada con una película de (moléculas orgánicas), atrayendo microorganismos por medio de los sistemas quimiotáctiles que poseen.
Bacterias gram -: flagelos, fimbrias tipos I y IV Bacterias gram +: proteínas de superficie (AHE, Bap, Esp) Otros: motilidad que contrarresta las repulsiones hidrofóbicas
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2. INICIO DE ADHERENCIA EN LA SUPERFICIE
| Deposición y adhesión de microorganismos, una vez adheridos comienzan a dividirse y extenderse por el sitio de unión formando microcolonias.
Establecimiento de interacciones físicas y electrostáticas
Adhesión reversible
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3. FORMACIÓN DE MICROCOLONIAS
| Producción de exopolisacáridos y estimulación de proteínas receptoras de la pared bacteriana.
Adhesión irreversible
Desarrollo de puentes célula-célula, estabilización de la estructura
(Maduración)
Se constituye la matriz del biofilm y se forman canales
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FORMACIÓN DE SLIME (EXOPOLISACARIDOS)
Una bacteria dependiendo de las condiciones ambientales, produce distintos exopolisacáridos como componentes de la matriz del biofilm.
Microorganismo Exopolisacárido
P. aeuruginosa Alginato
Styphimorium Celulosa
V. cholerae Glucosa y galactosa
S. aureus poly-N-acetilglucosamina
Se asocian firmemente a las paredes celulares bacterianas (cápsula)
Se liberan en el medio de crecimiento
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4. CONSORCIO DE MICROORGANISMOS (INICIO DEL BIOFILM) | Las bacterias adheridas crecen formando microcolonias
(matriz del biofilm), algunas bacterias se liberan para colonizar nuevas superficies.
Unidades fundamentales del biofilm
Inicio del proceso de maduración: Crecimiento tridimensional y definición de la arquitectura por interacción de las bacterias adheridas.
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5. DESPRENDIMIENTO DE BIOMASAS (COLONIZACIÓN DEL SISTEMA)
| Maduración del biofilm, creación de ambientes heterogéneos, compuestos de 10-15% de células y de 75-90% de exopolisacáridos.
Algunas bacterias de la matriz se liberan para colonizar nuevas
superficies
Existen bacterias deficientes en la síntesis de exopolisacáridos, estas no se fijan al biofilm, escapando y contaminando otra parte del sistema.
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6. INICIO DE LA CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA
| Dispersión de células a otras regiones del sistema, por un proceso activo y regulado por las células adheridas.
Disponibilidad de nutrientes, O2, pH, presencia de compuestos químicos
Las condiciones ambientales interfieren en la dispersión de la biopelícula
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REGULACIÓN DEL PROCESO DE FORMACIÓN DEL BIOFILM
| Características | Heterogeneidad | Diversidad de microambientes | Resistencia a antimicrobianos
y detergentes | Capacidad de comunicación
intercelular | Adherencia
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BIOFOULING
| Contaminación de un sistema por la actividad microbiana del biofilm.
Canales para intercambio de nutrientes y eliminación de
metabolitos de desecho
Principales microorganismos de desarrollo bacterias, hongos y protozoos
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QUORUM SENSING
| Comunicación entre microorganismos, regulación y expresión de genes específicos por medio de moléculas de señalización.
Se desarrolla en una interfase líquido-sólido, la velocidad de flujo influye en el desprendimiento físico de los moos
Los moos producen sustancias para estimular la propagación de colonias e inhibir el crecimiento de otros.
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INFLUENCIA DEL BIOFILM EN LOS SISTEMAS
| Corrosión por influencia microbiológica. | Bloqueo del flujo en las tuberías, filtros, etc. | Rápida degradación de los compuestos orgánicos
Se requiere de: • Humedad • Bacterias • Cambios en los valores de pH • Aglomeración de sales
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MICROORGANISMOS PRESENTES EN EL BIOFILM
| Todos los microorganismos que causan y forman parte del biofilm, solo pueden ser eliminados por la acción de un producto químico (biocida) en conjunto con la acción mecánica del sistema.
| Estos microorganismos requieren para su desarrollo de:
10-40% de agua 60-90% de contenidos sólidos Dureza del agua Acumulación de sales
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BACTERIAS
| Bacterias sésiles | Bacterias oxidantes del hierro | Bacterias sulfato reductoras | Formadoras de esporas | Asimiladoras de nitrógeno | Bacterias patógenas
Aerobios: Aerobacter sp Bacillus sp Serratia sp Proteus sp Legionella sp
Facultativos: Pseudomonas sp Streptobacillus sp Gardnerella sp Streptococcus sp
Anaerobios: Bacteroides sp Clostridium sp Fusobactenium sp Desulfovibrio
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HONGOS Y LEVADURAS Productores de filamentos largos Productores de filamentos cortos suaves Interfieren en la corrosión Problemas de olor
Aspergillus sp Alternaria sp Penicillum sp Mucor sp
Unicelulares Producción de pseudohifas y clamidosporas Formación de biomasa
Candida sp Saccharomyces sp
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ALGAS | Algas verdes
Unicelulares y multicelulares (visibles) En mayor cantidad que otros tipos de algas Capas gruesas gelatinosas que tapan tuberías, coladeras y filtros
| Algas verde-azules
Con pequeños filamentos curvos que se mueven con el fluido del agua Visibles, tapan tuberías y coladeras Evitan recirculación del agua.
| Diatomeas Al morir, los restos de su esqueleto se depositan en capas masivas Tapan filtros
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Preguntas?
Gracias por su atención….