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En Chile, son escasos los planteles que cuentan con sistemas eficientes de tratamiento de excretas y desechos. Por lo general, éstos son evacuados di­rectamente a través de ríos y canales, cuyas aguas son usadas posteriormente en regadíos u otros plan­teles aguas abajo, provocando así la consiguiente propagación y contaminación de suelos y aguas, con múltiples agentes patógenos. Es en esta forma como se crean condiciones epidemiológicas de alto riesgo a la salud de animales y personas. La situa­ción descrita ha estimulado la búsqueda de nuevos métodos y técnicas apropiadas, que permitan con­trolar este tipo de daño al medio ambiente rural y, a su vez, ofrecer soluciones viables y económicas al productor. Uno de los métodos de tratamiento de desechos es la biodigestión anaeróbica, como pro­ceso de descomposición y estabilización de la mate­ria orgánica, que permite eliminar la contaminación biológica de excretas y otros desechos (Cardoen, 1983). En este aspecto, la biodigestión anaeróbica cumple una excelente función para el tratamiento de excretas y aguas residuales, eliminando el olor desagradable de los desperdicios y evitando la pre­sencia de roedores y moscas. Con este proceso, la materia orgánica reduce su peso en un 30 a 50%, el peso específico baja y disminuye la cantidad de sólidos suspendidos. De este modo, este tipo de tratamiento provee una solución sanitaria para dis­poner los desperdicios humanos y animales (Mc Garry y Statinforth, 1978; Bryant, 1979; Smith y Cols., 1979; Carothers, 1980; NAC, 1981).

El proceso de saneamiento obtenido mediante la digestión anaeróbica es provocado, tanto por la falta de oxígeno y presencia de amoníaco libre como por efecto de temperatura; estos factores cau­san una drástica reducción en el número de bacte­rias patógenas y huevos de parásitos existentes en el sustrato (Carothers, 1980).

El amoníaco libre es producido por la descompo­sición de materiales orgánicos, a través de la fer­mentación bacteriana, pudiendo penetrar la mem­brana celular y las envolturas de los organismos patógenos, provocando su eliminación. Con un ni­vel de 0,2% de amoníaco libre, los huevos de Schis­tosoma y Ascaris mueren entre 2 a 3 semanas. Sin embargo, los niveles de amoníaco de digestores rurales corresponden a 0,07% y -esto podría explicar por qué estos huevos sobreviven considerablemente más tiempo (McGarry y Statinforth, 1978; Carot­hers, 1980; United Nations, 1981).

Por el ambiente anaeróbico en el digestor, mu­chos microorganismos aeróbicos, tales como Lep­tospiras y Mycobacterium, no pueden desarrollar­se, destruyéndose o perdiendo su virulencia. Bajo estrictas condiciones anaeróbicas, los huevos de Ascaris a pesar de ser aerobios obligados, mueren después de 100 días de retención (Mclnnis y Voge, 1970; Carothers, 1980; UNEP, 1981). Los investi­gadores indican que los huevos de parásitos más resistentes, corresponden a los de Ascaris (Soulsby, 1965; FAO, 1978; Fitzgerald y Ashley, 1977).

En relación a temperatura, la capacidad infectiva de un organismo depende mucho de ella, sobrevi­viendo mayor número de microorganismos a bajas temperaturas (< 5°C) e, inversamente, muriendo rápidamente a altas temperaturas ( > 40°C) (Fea­chem y Cols., 1980). En general, la temperatura óptima para la sobrevivencia y crecimiento de bac­terias y huevos de parásitos es de 22-30°C. Si la temperatura aumenta, la sobrevivencia y creci­miento de los organismos será inhibida, muriendo rápidamente (UNEP, 1981). Así por ejemplo, el índice Escherichia coli es reducido a cero a una temperatura de 30°C, con un tiempo de retención de 30 días (CIDERE, 1978).

Los huevos de Ascaris pueden sobrevivir hasta 20 min a 50°C y 10 min a 55°C y mueren inmediata­mente a 60°C (McGarry y Statinforth, 1978; NAC, 1981; UNEP, 1981; Plym, 1982). Los ooquistes de Coccidias mueren en 1,5 hr a 50°C y en 15 seg a 60°C. Las Leptospiras mueren a 50°C en 10 min, las Salmonella sp. y Escherichia coli mueren dentro de 1 hr a 55°C y dentro de 15-20 min, a 60°C (Kheysin, 1972; United Nations, 1981).

Los beneficios sanitarios alcanzados en China con la digestión anaeróbica, han llevado a la con­clusión general de que el uso de esta tecnología en áreas rurales ofrecería un mejoramiento en la sani­dad animal y salud pública (OPS, 1976). Sin em­bargo, es necesario precisar algunas condiciones en que se realiza el proceso. Por tanto, el objetivo del presente estudio es determinar el efecto de la biodi­gestión anaeróbica sobre la viabilidad de algunos agentes patógenos bacterianos y parasitarios, que se encuentran presentes en excretas de cerdo y que actúan como indicadores de contaminación.

Material y método

Como sustrato para la biodigestión anaeróbica se utilizó excretas frescas de cerdo (de 4 a 6 meses de edad) que no hubiesen sido previamente sometidos a tratamiento antiparasitario. Estos animales reci­bieron una ración alimentaria a base de maíz, afre­cillo y heno.

Las fecas fueron tratadas en un digestor experi­mental, diseñado sobre la base de equipos descritos por Sievers y Brune (1978); Badger y Cols. (1979); Cardoen (1983). El biodigestor construido corres­pondió al tipo 'batch', el cual se carga de una sola vez en forma total y la descarga se efectúa una vez completado y terminado el proceso.

El trabajo consistió en dos experimentos a tem­peraturas de 15°C y 35°C empleando en cada uno tres digestores experimentales idénticos con las si­guientes concentraciones: A=10%, B=6% y C=3%. En esta forma se intervino las variables temperaturas y concentración de sólidos totales, considerando el tiempo de retención como una va­riable dependiente de la temperatura y que para los experimentos a 15°C y 35°C fueron de 75 y 45 días, respectivamente.

Tipos de análisis

Análisis microbiológicos con recuentos pre y pos­fermentación, cada cinco días en ambos experimen­tos y según métodos de ICMSF (1982):

- Recuento total de microorganismos aerobios mesófilos viables. - Recuento de bacterias Coliformes fecales , mediante técnica del número más probable (NMP). - Recuento total de hongos y levaduras viables.

Análisis paras tológicos. Determinación de por­centaje de viabilidad de ooquistes de coccidias y huevos de Ascaris mediante muestreo pre y posfer­mentación. Previa detección de huevos y ooquiste en las muestras se efectuó determinación cuantitati­va según método McMaster (Maclnnis y Voge, 1970). Como medio de cultivo para estudio de viabilidad se empleó una solución de bicromato de potasio al 2% la que una vez mezclada con 2 g de muestra, se mantuvo a 27°C durante 45 días; las muestras fueron removidas diariamente para sumi­nistrar oxígeno (Contreras, 1971; Kheysin, 1972; Price y Reed, 1973).

Se consideró viables aquellos huevos de Ascaris que a los 45 días presentaban larvas y los ooquistes que al cabo de 15 días de incubación, presentaban esporoquistes en su interior.

Resultado y discusión

Recuento total de microorganismos aerobios y mesófilos

El recuento de microorganismos aerobios es un indicador de la calidad sanitaria y útil para compro­bar el beneficio sanitario del proceso de digestión anaeróbica.

La disminución de este recuento varió para el experimento N° 1 (35°C) entre 23,7% y 27,4% presentando menores rangos de disminución el ex­perimento N° 2 con porcentajes de decrecimiento entre 15,9% y 20,3% (figura 1).

Figura 1. Reducción (%) de microorganismos aeróbicos mesófi­los viables en excreta de cerdos sometidos a biodigestión anaeró­bica en tres concentraciones a 35 y 15°C.

Los resultados obtenidos no difieren mucho de los obtenidos por otros autores, que señalan dismi­nuciones de microorganismos aerobios totales para temperaturas mesófilas, entre 16,2% y 30% (Fis­cher y Cols., 1979; Lazo y Ugarte, 1983).

Recuento de bacterias Coliformes fecales

En el experimento N° 1 (35°C), se obtuvo reduccio­nes de 76,9% para la dilución (A) y de 100% en las diluciones (B) y (C). La reducción más rápida ocu­rrió a los 25 días de retención. En general, factores tales como: condiciones de temperaturas altas y persistentes en el tiempo, competencia microbiana y presencia de subproductos tóxicos, favorecen la eliminación de estos microorganismos (Carothers, 1980) (figura 2).

Figura 2. Reducción de coliformes fecales (NNP) en excreta de cerdos sometidos a biodigestión anaeróbica en tres concentraciones a 35º C.

En el experimento N° 2 (15°C), no se logró la eliminación total de los indicadores de contamina­ción fecal, alcanzando a los 75 días, reducciones de 40,7, 45,3 y 52,0%, para las diluciones (A), (B) y (C), respectivamente. Es importante destacar que nuevamente la mayor dilución presentó el porcen­taje de disminución más importante (figura 3). Los resultados de otras investigaciones indican que a temperaturas mesófilas los porcentajes de elimina­ción de Coliformes fecales fluctúan entre 97 y 100%, demostrando que los efluentes son altamente saneados (CIDERE, 1978; Fischer y Cols., 1979b).

Figura 3. Reducción de coliformes fecales (NNP) en excreta de cerdos sometidos a biodigestión anaeróbica en tres concentraciones a 15º C.

Recuento total de hongos y levaduras viables

Los porcentajes de reducción de hongos y levaduras variaron entre 30,4% y 49,0%, ofreciendo grandes diferencias entre ambos experimentos y sus dilucio­nes. Se esperaba que las reducciones fueran de mayor magnitud, dada las altas exigencias aeróbi­cas de hongos y levaduras, aunque algunos de ellos pueden crecer en condiciones anaeróbicas (Taber, 1976).

Viabilidad de ooquistes de Coccidias

La reducción de los ooquistes fue de 100% en todas las experiencias y en cada una de sus dilucio­nes. Esta gran mortalidad se produciría por la sensi­bilidad del ooquiste a la falta de oxígeno para su esporulación y por los efectos tóxicos de subpro­ductos elaborados por las bacterias (Kheysin, 1972).

Viabilidad de huevos de Ascaris

El porcentaje de disminución de la viabilidad de huevos de Ascaris, alcanzó al 78,6% en la experien­cia que mantuvo una temperatura mesofílica (35°C) y dilución de 3% (C), dando condiciones más ad­versas para el desarrollo de la larva. Sin embargo, los porcentajes de reducción fueron menores que en otras investigaciones, en las cuales se obtuvo, en 45 días a 30°C, reducciones del orden de 98 y 92% a 38°C, por igual tiempo de retención (Reyes, 1963). Los porcentajes de reducción observados en el ex­perimento No 2 (15°C), fluctuaron entre 37,2% pa­ra las mayores concentraciones (A) y (B) y 28,8%, en la concentración menor (figura 4).

Figura 4.  Reducción  (%) de viabilidad de huevos de ascaris en excretas de cerdos sometidos a biodigestión anaeróbica en tes cocentraciones a 35ºC y 15ºC.

Los resultados obtenidos indican que sanitaria­mente el proceso de digestión anaeróbica en labora­torio es más eficaz a 35°C y a concentraciones de 3 a 6% del sustrato. Sería conveniente evaluar estos resultados a la luz de antecedentes obtenidos en procesos de biodigestión anaeróbica en digestores de uso en terreno.

Referencias

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