“Cinética de la desinfección de Escherichia coli con Peróxido de Hidrógeno”.

MARISOL LABAS, CRISTINA ZALAZAR, RODOLFO BRANDI, ALBERTO CASSANO.

Cali, Colombia

Simposio; Simposio Latinoamericano de Procesos Avanzados de Oxidación en Sistemas de Potabilización y Tratamiento de Aguas Residuales, SILAPAO 2006; 2006

Las propiedades antimicrobianas del peróxido de hidrógeno son bien conocidas debido a su eficacia y razonable seguridad de manipulación. Si bien el mecanismo exacto por el cual el peróxido de hidrógeno produce consecuencia letales en muchos microorganismos no esta totalmente dilucidado, si se puede afirmar que tiene fuertes propiedades oxidativas que pueden producir daños a ácidos nucleicos, proteínas y lípidos. Es decir, la citotoxicidad del H2O2 es atribuida a su capacidad para generar especies reactivas altamente oxidantes tales como radicales hidroxilos (●OH), oxigeno singulete y radicales superóxidos ( ) que son muy efectivas en el ataque a las biomoléculas. En este trabajo se estudió la cinética de la desinfección de la E. coli utilizando H2O2. El reactor empleado es un reactor batch bien mezclado (1000 cm3) cubierto por una camisa que mantiene la temperatura constante a 20ºC. El tanque tienen un sistema de agitación mecánica, un termómetro, un puerto para la toma de muestra y un sistema de recirculación de alta velocidad para asegurar el mezclado perfecto. El modelo microbiológico seleccionado para este estudio fue la E. coli ATCC 8739. La solución de trabajo fue preparada a partir de un cultivo desarrollado en caldo nutritivo diluido 1/1000 en solución fisiológica para simular aguas transparentes. De esta manera la solución carece de los nutrientes necesarios para el desarrollo bacteriano impidiendo así el crecimiento de los microorganismos. Mediante Espectroscopía Atómica se detectaron trazas de hierro y cobre en el medio de cultivo. El cultivo se mezcló con diferentes concentraciones de H2O2 (15-300 ppm) y a cada muestra se la sometió a dos mediciones: absorbancia a 350 nm y recuento de UFC en placas PetrifilmTM. En varias publicaciones sobre inactivación de microorganismos cuando se grafica sobrevivientes vs. tiempo se confirmó la existencia de un “hombro”. Esto podría atribuirse a una resistencia inicial al desinfectante por parte de las especies así como también a aspectos específicos del ataque químico. En este trabajo proponemos dos modelos cinéticos para explicar este fenómeno: El modelo de Eventos en Serie Modificado y el modelo Multitarget Modificado. Se realizaron corridas experimentales a diferentes concentraciones de H2O2. Los parámetros cinéticos del modelo fueron obtenidos usando un programa de optimización multiparamétrico no lineal. Los resultados obtenidos permitieron llegar a las siguientes conclusiones: (i) la velocidad de inactivación presenta una dependencia directa con la concentración de H2O2, (ii) el tiempo lag inicial es notablemente reducido a medida que aumenta la concentración de H2O2, (iii) la dependencia de la velocidad de inactivación con la concentración de H2O2 no es de primer orden, (iv) ambos modelos representan razonablemente bien los datos experimentales utilizando amplios rangos de concentración de H2O2, (v) el tiempo de reacción es largo incluso para altas concentraciones de H2O2. Esto lo vuelve un método no recomendable bajo las condiciones de operación dichas particularmente si se lo compara con la desinfección con UV sola, (vi) el desarrollo de los modelos permite analizar otras condiciones de operación, i.e., el enfoque empleado puede ser un instrumento valioso para buscar variables que favorezcan el proceso de desinfección (modificación de pH o temperatura) y además dar una herramienta útil para propósitos de cambio de escala.