Últimos Avances en la Pasteurización Solar

La ebullición no es necesaria para matar a los microbios.

El principal propósito de las cocinas solares es convertir la luz solar en calor que se utiliza para cocinar la comida. Todos sabemos lo buenas que son las cocinas solares cocinando gran variedad de comida. En este artículo, quiero haceros saber de la posibilidad de utilizar las cocinas solares para otros fines. Mi tema principal será la pasteurización, el cual puede complementar la cocina solar y solucionar problemas de salud importantes en muchos países en vías de desarrollo.

La mayoría de enfermedades en los países en vías de desarrollo son causados por bacterias, virus, y otros microbios que son depositadas con las heces y agua contaminada que la gente usa para beber o lavar. Cuando la gente bebe estos microbios vivos, estos se multiplican, causan una enfermedad, y son depositadas en las heces al agua, haciendo así, que el ciclo de transmisión 4.

El problema del agua contaminada es de los más grandes. Se estima que hay un billón de personas que no tienen acceso a agua limpia. Se estima que las enfermedades diarreicas que provienen del agua contaminada provocan la muerte de unos 2 millones de niños y causan 900 episodios de enfermedad cada año.

Hirviendo agua contaminada

¿Cómo se pueden matar a los microbios del agua para sanearla? En las ciudades de los países desenrollados está garantizado mediante la cloración del agua después de haberla filtrado. En los países en vías de evolución, incluso las ciudades tienen un sistema poco eficiente, y el agua de ríos, etc. puede estar contaminada con aguas fecales, y por tanto causar una amenaza contra la salud. Para el billón de gente que no tiene acceso a aguas saneadas, ¿que se recomienda? La única recomendación que se hace es la de hacer hervir el agua, a veces hasta 10 minutos. Esto se ha sabido de la época de Luis Pasteur hace ya 130 años que demostró que hervir el agua es un método muy efectivo para matar a los microbios del agua y de la leche.

Si el agua contaminada se saneara mediante la ebullición, ¿Por qué no se hace con normalidad? Parece haber algunas razones: 1) la gente no cree en la teoría de los gérmenes, 2) se tarda demasiado, 3) el agua hervida sabe mal, 4) El combustible es caro o escaso, 5) el calor y el humo son insoportables.

Algunos ejemplos del coste de la ebullición del agua: Durante la expansión del cólera en Perú, el Ministerio de Salud dijo a toda la gente que hirviera el agua durante 10 minutos. El coste de hacer esto hubiera sido del 29% de los ingresos medios de una familia pobre. En Bangladesh, hervir el agua para el consumo humano supondría el 11% de los ingresos de la más humilde de las familias. En Yakarta, Indonesia, más de 50 millones de dólares americanos hubieran tenido que ser gastados para hervir el agua. Se estima que en Cebú (Filipinas) de 900.000, más de la mitad de las familias hierven el agua que beben, y la proporción es actualmente mayor que la de las familias que obtienen el agua de una fuente teóricamente clorada. Y como el combustible necesario para hervir el agua es tanto, hacia un Kilo de leña por litro de agua, y como la leña, el carbón y otros combustibles son usados normalmente para estos fines, el tener un sistema de aguas inadecuado contribuye a la deforestación, polución del aire, y otros problemas del medio ambiente relacionados.

Si la madera, el carbón vegetal, o estiércol se usan como combustibles para hervir el agua, el humo crea problemas de salud. Se estima que de 400 a 700 millones de personas, principalmente mujeres, sufren problemas respiratorios causados por el humo. Como microbiólogo, siempre me he preguntado el porqué de hervir el agua, cuando esta temperatura es excesiva para matar a los microbios infecciosos. Supongo que la razón por la cual se recomienda hervir es para estar seguros de que las temperaturas letales han sido alcanzadas, ya que no todos disponen de un termómetro, lo que hace difícil decir que temperatura ha alcanzado el agua hasta que no se alcanza la ebullición. Todos estamos familiarizados con el proceso de la pasteurización de la leche. Es un proceso que es suficiente para matar los microbios más resistentes a las altas temperaturas, como la bacteria de la tuberculosis, las fiebres maltesas, ... y la Salmonelosis. ¿Que temperaturas se utilizan para pasteurizar la leche? La mayor parte de la leche se pasteuriza a los 71,1º C (161º F) durante sólo 15 segundos. Alternativamente, 30 minutos a 62,8º C (145º F) pueden pasteurizar también la leche. Algunas bacterias son resistentes y pueden sobrevivir tras el pasteurizado de la leche, pero estas bacterias no causan enfermedades a las personas. Pero pueden, de todas maneras, estropear la leche, por esta razón la leche pasteurizada debe ser refrigerada (o bebida al instante).

Hay algunas bacterias infecciosas que se pueden encontrar en el agua, pero no suelen ser resistentes a las altas temperaturas. Las causas más comunes de enfermedades del agua, y su resistencia, se observan en la Tabla 1. Las causas más comunes de diarrea aguda en los niños en países en desarrollo son la bacteria Escherichia coli y Shigelia SD. y el grupo de virus Rotavirus. Estos pueden matarse a temperaturas de 60º C o más.

Pasteurización solar

Conforme el agua se va calentando en una cocina solar, las temperaturas sobre los 56º C empiezan a matar los microbios que pueden causar enfermedades. Uno de mis estudiantes graduados, David Ciochetti, investigó esto para su tesis en 1983, y descubrió que hirviendo el agua en una cocina solar a 66º C en una cocina solar daría el suficiente calor para pasteurizar el agua y matar todos microbios causantes de enfermedades. El hecho de que el agua puede sanearse a esta baja temperatura -66º C sólo- en vez de 100º C (ebullición) presenta una oportunidad real para referirse al agua contaminada en países en vías de desarrollo.

Examinando el agua para asegurar agua no fecal

¿Cómo puede uno determinar si el agua de un pozo, bomba, etc. es apta para beber? Lo más común es hacer un test al agua con un indicador de contaminación fecal. Hay dos grupos de indicadores que se utilizan. El primero es la bacteria coliforme que se utiliza como indicador en los países desarrollados. esta bacteria se encuentra en las heces y en las plantas. El otro indicador es el Escherichia coli. esta bacteria está presente en gran número en las heces humanas (sobre los 100.000.000 por gramo de heces) y en las de otros mamíferos. Este es el mayor indicador utilizado si el agua no está clorada. Una fuente de agua que contenga 100 E. coli por 100 ml supone un riesgo substancial de enfermedad. El método estándar para testar agua para la presencia de coliformes y E. coli requiere personal cualificado y unas instalaciones de laboratorio buenas que suelen faltar en los países en desarrollo. Esto es, el agua casi nunca es sometida a pruebas.

Una nueva manera de examinar el agua en los países en desarrollo

En 1987, el "Colilert MPN Test (CLT)" se introdució como el primer método que utilizaba un substrato para detectar al momento coliformes y E. Coli. El CLT viene en tubos con un producto químico seco en el interior que son dos nutrientes: Uno para los coliformes y el otro para los E. coli. El CLT se usa añadiendo 10 ml de agua en un tubo, removiéndolo para disolver el producto químico, y incubar a temperatura corporal durante 24 horas. Yo prefiero incubar los tubos debajo de mi correa contra mi cuerpo. Por la noche duermo sobre mi espalda y utilizo el pijama para sujetar los tubos en contacto con mi cuerpo.

Si no hay coliformes, el agua permanecerá clara. Pero, si los hubiera, después de 24 horas metabolizarían una sustancia (ONPG) que coloraría el agua de amarillo (pareciéndose a la orina). Sí hubiera E. coli. , metabolizaría otra sustancia (MUG) que haría que el tubo cogiera un color azul fluorescente cuando una luz ultravioleta de onda larga incidiera sobre éste, indicando un serio peligro para la salud. He invitado a muchos participantes de los talleres de cocinas solares de Sierra Leona, Malí, Mauritania, y Nepal a examinar el agua de sus casas con CLT. Ciento veinte personas hicieron la prueba. En los cuatro países, aunque el agua fuera de núcleos urbanos o zonas rurales, la mayoría de las muestras contenían coliformes, y por lo menos la mitad de éstos tenían E. coli. el testeo bacteriológico de los tubos que daban el ONPG y MUG positivos que se devolvieron desde Malí y Mauritania verificaron la presencia de coliformes/E. coli en aproximadamente el 95% de los casos. Pronto el test del "Colilert MPN" se modificará para que el test del E. coli no requiera una luz ultravioleta, y el tubo se volverá de un color diferente al amarillo si hay E. coli. Esto hará el test menos caro y más fácil para usarlo en países en desarrollo para valorar las fuentes de agua.

El efecto del agua potable en la diarrea de los niños

Cual sería el efecto de que toda el agua se potabilizara mediante pasteurización o ebullición? Una estimación en las Filipinas predice que si todas las familias que beben de fuentes medianamente contaminadas (100 E. coli por 100 ml) Pudieran utilizar agua potable, la diarrea de sus hijos se reduciría en un 30% Esto es, si el agua que dio positivo a la prueba del MUG hubiera sido pasteurizada solamente para que estuviera limpia, esto ayudaría a reducir la diarrea, especialmente en los niños.

El indicador de la pasteurización del agua

¿Como se puede determinar si el agua ha alcanzado los 65º C? En 1988, el Dr. Fred Barrett (retirado del USDA) desarrolló un prototipo de un "Indicador de Pasteurización" (WAPI en inglés, que viene de Water Pasteurization Indicator). En 1992, Dale Andreatta, un graduado en ingeniería por la universidad de California. Desarrolló el WAPI de la actualidad. El WAPI es un tubo de policarbonato, sellado por ambos cabos, semirelleno de grasa de soja que se derrite a los 69º C ("MYVEROL" 18-06K, Eastman Kodak Co., Kingsport, TN 37662). El WAPI se mete dentro del bote donde está el agua con la grasa en la parte superior. Un peso mantendrá el WAPI en el fondo del bote, que es la parte que más tarda de calentarse en una cocina solar. Si la temperatura del agua derrite la grasa, ésta se moverá al fondo del WAPI, y el agua habrá sido pasteurizada. Si la grasa permanece en la parte de arriba del WAPI ésta no habrá sido pasteurizada. El WAPI es reutilizable. Cuando la grasa pierde temperatura se hace sólida en el fondo, empujas el hilo de pescar hacia el otro lado y el peso se desliza a la parte inferior, lo que hace que la grasa se quede en la parte superior. Se han inventado otros indicadores de pasteurización, como el de Roland Saye que está basado en la dilatación de un disco bimetálico, que está encerrado en un envoltorio de plástico. Parece muy prometedor y ya está en fase de pruebas.

El WAPI puede ser útil para la gente que actualmente hierve el agua para hacerla potable. El WAPI indicará claramente cuando se habrá alcanzado una temperatura segura, y ahorrará mucho combustible, que actualmente está siendo derrochado por un calentamiento del agua excesivo

[Nota del autor: Usando Cera de Abeja y de Carnauba para indicar la Temperatura: En el SBJ #15 discutimos sobre la utilización de la cera de abeja, que se derrite a 62º C, como indicador de pasteurización. Ahora sabemos que mezclando un poco de cera de carnauba (1 de carnauba por 5 de abeja) hace que se derrita a una temperatura de 70º a 75º C. La cera de Carnauba es un producto de Brasil y puede ser comprado en los EE.UU. en cualquier carpintería. Las próximas pruebas necesitan ser hechas para comprobar que el punto de fusión permanece en la mima temperatura aunque se derrita y se solidifique después de muchos usos. Escribe a SBJ y te enviaremos un poco de cera de carnauba para que puedas experimentar.]

Diferentes técnicas de pasteurización solar

La primera cocina solar utilizada para pasteurizar agua fue la "caja" o Kerr-Cole. David Ciochetti construyó un recipiente profundo dónde contener varios galones (1 galón = 3'7 litros). En esta época del año en Sacramento, tres galones pueden ser pasteurizados en un día soleado normal.

Dale Andreatta y Derek Yegian de la universidad de California. Berkeley, han desarrollado maneras creativas para incrementar la cantidad de agua que puede ser pasteurizada, tal y como oiremos en esta conferencia.

también estoy excitado por la posibilidad de pasteurizar el agua utilizando las simples cocinas de panel. Encerrando un recipiente oscuro lleno de agua en una bolsa de poliéster para crear un espacio aislado, y utilizando muchos reflectores para reflejar la luz hacia la jarra, es posible pasteurizar cantidades útiles de agua con un sistema simple. Yo tardo sobre unas cuatro horas en pasteurizar un galón de agua en verano con el sistema que estoy utilizando. Las cocinas de panel dan muchas posibilidades para calentar agua no sólo para pasteurizarla, también para hacer café y te, que son tan populares en algunos países desarrollados. El agua caliente puede también mantenerse caliente por mucho tiempo, colocándola con bolsa y todo dentro de una caja aislada. En el contenedor aislado que yo estoy usando, un galón de agua a 80º C, tiene una temperatura de 55º C a las 14 horas. El agua a 55º C tiene una temperatura de 40º C trás 14 horas más, ideal para lavarse/afeitarse por la mañana.

Acabaré con algunos consejos de los microbiólogos más famosos, que fueron los pioneros en el uso de las vacunas en el siglo pasado: Louis Pasteur. Cuando él fue preguntado sobre el secreto de su descubrimiento, él respondió que sobre todo, fue la persistencia. Añadiré que necesitas algo bueno sobre los que persistir, y nosotros tenemos esto con las cocinas solares; el trabajo en Sacramento, Bolivia, Nepal, Malí, Guatemala, y donde quiera que el sol brille. El uso desmesurado de la madera no es aceptable. Tenemos que persistir hasta que nuestro conocimiento se expanda y llegue a ser un conocimiento mundial.

Dr. Robert Metcalf
1324 43rd St.
Sacramento, California 95819 USA.

IDEXX Laboratories, Inc. hace el kit "Colilert" y está en:

IDEXX Laboratories, Inc.
One IDEXX Drive
Westbrook, ME 04092
USA

Tfno: (800) 321-0207 or (207) 856-0496
Fax: (207) 856-0630

Aquí está La página sobre el sistema Colilert.
Aquí hay una extensa lista de contactos internacionales para obtener y utilizar este sistema.

Los links están en inglés

Note del Autor: Examinando el agua en países en desarrollo.

El sistema "Colilert" hace posible examinar agua sin la necesidad de un laboratorio. Los laboratorios IDEXX, el fabricante, recomienda que utilices 5 tubos para cada muestra. Bob Metcalf explica que cinco tubos serian 50 ml, que es el tamaño mínimo de una muestra permitido por la ley de los EE.UU. Esto es un estándar demasiado alto, por lo cual el no hacer la prueba correctamente no importa ya que éste agua que está siendo bebida pude hacer que mucha gente enferme. Simplemente usando un tubo (10 ml) la posibilidad de que tu muestra pierda las posibles bacterias que contiene es ínfima.

Los laboratorios IDEXX también dicen que se necesita una incubadora donde mantener los resultados. Pero, Bob Metcalf nos dice que todo lo que se necesita es mantener los tubos en contacto con el cuerpo durante 36 horas, ya que la temperatura corporal es la necesitada en la incubadora.

Lo que estamos midiendo en el test es la presencia de: 1) Coliformes, y 2) E. coli, un tipo de coliforme que se encuentra mucho en los heces. Un test positivo de coliformes podría ser debido a coliformes provenientes de las hojas de las plantas, por tanto esto sería bastante inofensivo. Un test positivo de E. coli, podría indicar que la muestra contiene bacterias que vienen de fuentes fecales, lo que también puede contener Giardia, cólera, o otros microbios infecciosos serios.