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Evaluación y selección de productos para el control del biodeterioro en los fondos históricos de la Biblioteca Nacional de Colombia

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ANEXO 2

CARTA DE AUTORIZACIÓN DE LOS AUTORES (Licencia de uso)

Bogotá, D.C., Junio de 2012 Señores

Biblioteca Alfonso Borrero Cabal S.J. Pontificia Universidad Javeriana Cuidad

Los suscritos:

Aydee Camila Vargas Ángel , con C.C. No 1.032.435.651 de Bogotá

En mi calidad de autor exclusivo de la obra titulada: Evaluación y selección de productos para el control del biodeterioro en los fondos históricos de la Biblioteca Nacional de Colombia (por favor señale con una “x” las opciones que apliquen),

Tesis doctoral Trabajo de grado

Premio o distinción:

Si No

presentado y aprobado en el año 2011, por medio del presente escrito autorizo a la Pontificia Universidad Javeriana para que, en desarrollo de la presente licencia de uso parcial, pueda ejercer sobre mi obra las atribuciones que se indican a continuación, teniendo en cuenta que en cualquier caso, la finalidad perseguida será facilitar, difundir y promover el aprendizaje, la enseñanza y la investigación.

En consecuencia, las atribuciones de usos temporales y parciales que por virtud de la presente licencia se autorizan a la Pontificia Universidad Javeriana, a los usuarios de la Biblioteca Alfonso Borrero Cabal S.J., así como a los usuarios de las redes, bases de datos y demás sitios web con los que la Universidad tenga perfeccionado un convenio, son:

AUTORIZO (AUTORIZAMOS) SI NO

1. La conservación de los ejemplares necesarios en la sala de tesis y trabajos

de grado de la Biblioteca. X

2. La consulta física o electrónica según corresponda X 3. La reproducción por cualquier formato conocido o por conocer X 4. La comunicación pública por cualquier procedimiento o medio físico o electrónico, así como su puesta a disposición en Internet X 5. La inclusión en bases de datos y en sitios web sean éstos onerosos o gratuitos, existiendo con ellos previo convenio perfeccionado con la Pontificia Universidad Javeriana para efectos de satisfacer los fines previstos. En este evento, tales sitios y sus usuarios tendrán las mismas facultades que las aquí concedidas con las mismas limitaciones y condiciones.

(2)

De acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización.

De manera complementaria, garantizo en mi calidad de estudiante y por ende autor exclusivo, que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi plena autoría, de mi esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi creación original particular y, por tanto, soy el único titular de la misma. Además, aseguro que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos.

Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor.

De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.

NOTA: Información Confidencial:

Esta Tesis o Trabajo de Grado contiene información privilegiada, estratégica, secreta, confidencial y demás similar, o hace parte de una investigación que se adelanta y cuyos resultados finales no se han publicado. SI___ NO___

En caso afirmativo expresamente indicaré (indicaremos), en carta adjunta, tal situación con el fin de que se mantenga la restricción de acceso.

Nombre completo No. del documento de identidad Firma Aydee Camila Vargas Ángel 1.032.435.651 de Bogotá

Facultad: Ciencias

(3)

ANEXO 3

BIBLIOTECA ALFONSO BORRERO CABAL, S.J.

DESCRIPCIÓN DE LA TESIS DOCTORAL O DEL TRABAJO DE GRADO FORMULARIO

TÍTULO COMPLETO DE LA TESIS DOCTORAL O TRABAJO DE GRADO

Evaluación y selección de productos para el control del biodeterioro en los fondos históricos de la Biblioteca Nacional de Colombia

SUBTÍTULO, SI LO TIENE AUTOR O AUTORES

Apellidos Completos Nombres Completos

Vargas Ángel Aydee Camila

DIRECTOR (ES) TESIS DOCTORAL O DEL TRABAJO DE GRADO

Apellidos Completos Nombres Completos

Villalba Luz Stella

Rodríguez María Ximena

FACULTAD Ciencias

PROGRAMA ACADÉMICO Microbiología Industrial

Tipo de programa ( seleccione con “x” )

Pregrado Especialización Maestría Doctorado

x

Nombre del programa académico Microbiología Industrial

Nombres y apellidos del director del programa académico Janeth del Carmen Arias

TRABAJO PARA OPTAR AL TÍTULO DE: Microbióloga Industrial

PREMIO O DISTINCIÓN (En caso de ser LAUREADAS o tener una mención especial):

CIUDAD AÑO DE PRESENTACIÓN DE LA TESIS O DEL TRABAJO

DE GRADO NÚMERO DE PÁGINAS

Bogotá D.C. 2011 61

TIPO DE ILUSTRACIONES ( seleccione con “x” )

Dibujos Pinturas Tablas, gráficos y diagramas Planos Mapas Fotografías Partituras

x x

SOFTWARE REQUERIDO O ESPECIALIZADO PARA LA LECTURA DEL DOCUMENTO Nota: En caso de que el software (programa especializado requerido) no se encuentre licenciado

por la Universidad a través de la Biblioteca (previa consulta al estudiante), el texto de la Tesis o Trabajo de Grado quedará solamente en formato PDF.

(4)

DESCRIPTORES O PALABRAS CLAVE EN ESPAÑOL E INGLÉS

Son los términos que definen los temas que identifican el contenido. (En caso de duda para designar estos descriptores, se recomienda consultar con la Sección de Desarrollo de Colecciones

de la Biblioteca Alfonso Borrero Cabal S.J en el correo biblioteca@javeriana.edu.co, donde se les orientará).

ESPAÑOL INGLÉS

Biodeterioro Biodeterioration

Papel Paper

Agentes químicos Chemical agents

Hongos filamentosos Filamentous fungi

Dilución-Neutralización Dilution-neutralization RESUMEN DEL CONTENIDO EN ESPAÑOL E INGLÉS

(Máximo 250 palabras - 1530 caracteres)

El papel es objeto de numerosos factores de deterioro biótico y abiótico, que pueden causar la degradación irreversible de importantes documentos y obras de arte gráfica, consolidadas como patrimonio documental. Muchos agentes químicos y físicos pueden favorecer estos procesos y los microorganismos, en especial los hongos filamentosos, juegan un papel importante en el biodeterioro de este material. Es por ello que el grupo de Conservación y Restauración de la Biblioteca Nacional de Colombia centra su acción en la conservación del patrimonio bibliográfico a través de la implementación de medidas preventivas y de conservación interventiva.

Este trabajo propuso evaluar agentes químicos para el control del biodeterioro en dos fases: la primera en respuesta a la eliminación de los microorganismos (Cladosporium Morfotipo 1, Penicillium Morfotipo 6, Aspergillus Morfotipo 1, Rhodotorula mucilaginosa y Bacilos esporulados Gram positivos RI0020) como agentes causales del biodeterioro a través de la evaluación de los agentes con la metodología de Dilución-Neutralización propuesta en las Normas Técnicas Colombianas 5540 y 5473, y la segunda evaluando los posibles cambios físico-químicos que pueden generarse en el papel por la aplicación del producto, a través de la evaluación del cambio cromático y la cuantificación de azúcares reductores por la técnica del ácido 3,5-dinitrosalicílico como indicador de la degradación del soporte.

Las pruebas de laboratorio evidenciaron que todos los productos evaluados presentaron actividad al menos frente a dos de los microorganismos con los que se enfrentaron, sin embargo, se evidenció que los amonios cuaternarios QAS son los más efectivos. Por ello, se puede optar por su uso en los procesos de saneamiento documental en papel industrial. Para los procesos de saneamiento sobre papel manual se puede considerar el uso de Eniconazol.

(5)

This work aimed to evaluate chemical agents for controlling biodeterioration in two phases: first in response to the elimination of microorganisms (Cladosporium Morphotype 1, Penicillium Morphotype 6, Aspergillus Morphotype 1, Rhodotorula mucilaginosa and sporulated Gram positive bacilli RI0020) as causative biodeterioration agents through the evaluation of chemical agents with the dilution-neutralization methodology proposed in the Colombian Technical Standards 5540 and 5473, and the second assessing the possible physico-chemical changes that can be generated on paper by the application of the product, by evaluating the color change and quantification of reducing sugars by the technique of 3,5-dinitrosalicylic acid as an indicator of degradation of the support.

(6)

EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE PRODUCTOS PARA EL CONTROL DEL BIODETERIORO EN LOS FONDOS HISTÓRICOS DE LA BIBLIOTECA NACIONAL DE COLOMBIA

AYDEE CAMILA VARGAS ÁNGEL

TRABAJO DE GRADO

Presentado como requisito para optar al título de

Microbióloga Industrial

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE CIENCIAS

CARRERA DE MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL

(7)

EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE PRODUCTOS PARA EL CONTROL DEL BIODETERIORO EN LOS FONDOS HISTÓRICOS DE LA BIBLIOTECA NACIONAL DE COLOMBIA

AYDEE CAMILA VARGAS ÁNGEL

APROBADO

________________________ __________________________

Luz Stella Villalba M.Sc. Ma. Ximena Rodríguez Ph.D.

Director(a) Codirector(a)

________________________

Melva Linares M.Sc.

(8)

NOTA DE ADVERTENCIA

Artículo 23 de la resolución No 13 de julio de 1946

La u ive sidad o se ha e espo sa le por los conceptos omitidos por sus alumnos en sus

(9)

AGRADECIMIENTOS

A Dios por presentarme la oportunidad de trabajar en el área de las ciencias.

A mis papás por formarme y enseñarme a ser la persona que hoy en día soy.

A Luz Stella Villalba por darme la oportunidad de trabajar en este proyecto y brindarme su apoyo.

A María Ximena Rodríguez por su constante y oportuno apoyo y dedicación, que contribuyeron a la culminación de este proyecto.

A la Biblioteca Nacional de Colombia y sus funcionarios por el aporte realizado a esta investigación.

Al laboratorio de investigación UNIDIA por brindarme un acogedor espacio de trabajo, y en especial a Iván Ávila por su colaboración durante todo el proceso.

A Juli, Paola, Caro, Geli, Ale, Gustavo y Andrés por ser parte de la pequeña familia, por sus ánimos constantes y por sus momentos de risa, en especial a Ma. Camila

por ser mi apoyo logístico y moral durante la realización de este proyecto.

(10)
[image:10.612.77.531.132.691.2]

TABLA DE CONTENIDO

1. RESUMEN ... 7

2. INTRODUCCIÓN ... 8

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN ... 9

4. OBJETIVOS ... 10

4.1. Objetivo General ... 10

4.2. Objetivos específicos ... 10

5. MARCO TEÓRICO ... 11

5.1. Biocidas aplicados en el campo de la conservación y restauración del Patrimonio Documental. ... 11

5.2. Biocidas ... 12

5.2.1. Alcoholes ... 12

5.2.2. Aldehídos ... 13

5.2.3. Compuestos de Plata ... 13

5.2.4. Fenoles ... 13

5.2.5. Amonios cuaternarios ... 13

5.2.8. Azoles ... 14

6. METODOLOGÍA ... 14

6.1. Microorganismos de prueba - Criterios de inclusión ... 15

6.2. Evaluación de la actividad microbicida de los agentes químicos: Timsen, Clinafarm®, Wescosan®, Plata coloidal y Etanol 75% ... 15

6.2.1. Preparación del Inóculo - Suspensión de ensayo ... 15

6.2.2. Soluciones de ensayo del producto ... 16

6.2.3. Actividad microbicida de los agentes químicos comerciales ... 16

6.2.4. Verificación de la actividad microbicida del Etanol 75% ... 17

6.2.5. Interpretación de los resultados ... 18

6.3. Pruebas Físico químicas para establecer posibles efectos secundarios sobre el soporte 18 6.3.1. Selección del material en soporte papel para los ensayos ... 18

6.3.2. Envejecimiento acelerado de las muestras de papel ... 18

6.3.3. Cambio cromático ... 19

6.4. Estrategia de análisis ... 19

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 21

7.1. Evaluación de la actividad microbicida de los agentes químicos: Timsen®, Clinafarm®, Wescosan®, Plata coloidal y Etanol 75%. ... 21

(11)

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 31

8.1. Conclusiones... 31

8.2. Recomendaciones ... 31

9. BIBLIOGRAFÍA ... 32

10. ANEXOS... 37

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Codificación de los tratamientos biológicos ... 20

Tabla 2. Codificación de los tratamientos fisicoquímicos ... 21

Tabla 3. Concentración microbicida para cada agente químico evaluado de acuerdo al microorganismo de prueba. ... 24

[image:11.612.85.530.88.173.2]

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Resultados de reducción logarítmica para los cinco microorganismos de prueba frente a A1) Clinafarm, A2) Wescosan, A3) Timsen, A4) Plata Coloidal y A5) Etanol 75%. ... 23

Figura 2. Concentración de glucosa (mM) en papel impregnado con 3 agentes químicos para papel industrial y manual después de 25 años y 50 años de envejecimiento. ... 29

Figura 3. Captura fotográfica detallada para muestra de papel manual impregnado con A) Timsen 0.5g/L y B) Wescosan 0.3% después de 25 años de envejecimiento. ... 30

(12)

7

1. RESUMEN

El papel es objeto de numerosos factores de deterioro biótico y abiótico, que pueden causar la degradación irreversible de importantes documentos y obras de arte gráfica, consolidadas como patrimonio documental. Muchos agentes químicos y físicos pueden favorecer estos procesos y los microorganismos, en especial los hongos filamentosos, juegan un papel importante en el biodeterioro de este soporte. Es por ello que el grupo de Conservación y Restauración de la Biblioteca Nacional de Colombia centra su acción en la conservación del patrimonio bibliográfico y documental a través de la implementación de medidas preventivas y de conservación interventiva de manuscritos, encuadernaciones, impresos, entre otros.

Así, este trabajo propuso evaluar agentes químicos para el control del biodeterioro en dos fases: la primera en respuesta a la eliminación de los microorganismos (tres morfotipos de hongos filamentosos: Cladosporium Morfotipo 1, Penicillium Morfotipo 6, Aspergillus Morfotipo 1, un morfotipo de levadura: Rhodotorula mucilaginosa y un morfotipo de Bacilos esporulados Gram positivos RI0020) como agentes causales del biodeterioro a través de la evaluación de agentes químicos con la metodología de Dilución-Neutralización propuesta en las Normas Técnicas Colombianas 5540 y 5473, y la segunda evaluando los posibles cambios físico-químicos que pueden generarse en el soporte papel como efecto secundario por la aplicación del producto, a través de la evaluación del cambio cromático y la cuantificación de azúcares reductores por la técnica del ácido 3,5-dinitrosalicílico como indicador de la degradación del soporte.

Las pruebas de laboratorio evidenciaron que los amonios cuaternarios (QAS) son agentes microbicidas eficaces frente a los cinco microorganismos evaluados, el Enilconazol presenta buena actividad frente a hongos filamentosos y la bacteria Gram positiva, y el Etanol 75% tiene efecto únicamente sobre hongos, por el contrario la Plata coloidal presenta un bajo espectro mostrando actividad exclusivamente sobre el hongo xerófilo Aspergillus morfotipo 1 y la levadura. Respecto a las pruebas físico-químicas, se encontró que los QAS generan cambios cromáticos en el papel manual y que ningún agente químico genera degradación del soporte, por ello las posibles correlaciones entre la composición del papel y la del agente químico se presentan y discuten.

(13)

8

2. INTRODUCCIÓN

Colombia posee un patrimonio documental rico, variado y valioso, conformado por manuscritos y algunos de los primeros libros impresos en Europa y América, periódicos, revistas, libros publicados hoy, fotografías, mapas, partituras, grabados, folletos, videos, discos, cintas e inclusive publicaciones digitales de años recientes (Biblioteca Nacional, 2009).

De la materialidad de las unidades documentales, el soporte más representativo es el papel, material que presenta alta susceptibilidad frente a factores ambientales, biológicos, químicos y físicos. El biodeterioro de este soporte puede evidenciarse por la presencia de manchas, debilitamiento y faltantes estructurales, que pueden llevar a la pérdida total o parcial del documento (Archivo General de la Nación, 2010).

La Biblioteca Nacional de Colombia actualmente trabaja en el Programa Nacional de Preservación (PNP) derivado del Decreto 763 del 2009 por el cual se reglamenta parcialmente la ley 397 de 1997, modificada por la Ley 1185 de 2008 y la Ley 814 de 2003 en lo pertinente al Patrimonio Cultural de la Nación de naturaleza material y al Régimen Especial de Protección de los Bienes de Interés Cultural, que tiene como objetivo formular las directrices y el manejo para la salvaguarda y conservación de las memorias documentales que en cualquier soporte custodian bibliotecas tanto públicas como patrimoniales del país. En ese contexto, el grupo de conservación de la Biblioteca Nacional de Colombia ha encaminado esfuerzos para el desarrollo de investigaciones en el control de los diversos factores que atentan contra el documento como registro testimonial de la información.

De acuerdo con lo anterior se llevo a cabo la investigación conjunta con la Pontificia Universidad Javeriana sobre el biodeterioro de las unidades documentales del Fondo Anselmo Pineda, ésta permitió conocer los diferentes microorganismos (hongos, levaduras y bacterias) implicados en la degradación del material y se constituyó en el insumo para establecer el banco de cepas del laboratorio del Grupo de Conservación de la Biblioteca Nacional, el cual cuenta con aproximadamente 57 diferentes morfotipos de hongos, siendo los hongos filamentosos los más representativos. El trabajo de aislamiento y conservación es una tarea permanente que ha permitido obtener nuevos microorganismos como bacterias, a partir de unidades con indicadores de biodeterioro.

(14)

9 Igualmente es un trabajo que contribuye en gran medida, a la mejora continua de los procedimientos a nivel de saneamiento documental, al apoyar la implementación del programa de rotación de productos desinfectantes, reducir el impacto ambiental por el uso inadecuado de los mismos y reducir los costos para la entidad al conocer los productos de síntesis química más eficaces (menor concentración).

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN

En las bibliotecas se conocen las constantes amenazas que generan las condiciones ambientales de los depósitos, los diferentes tipos de contaminación, las prácticas inadecuadas de almacenamiento, consulta y reproducción, entre otros (Biblioteca Nacional, 2009); sin embargo no se suelen tomar las medidas de control necesarias. En ocasiones estos espacios ofrecen las condiciones microclimáticas (temperatura y humedad) adecuadas para el crecimiento de microorganismos e insectos y además debido a la naturaleza orgánica del papel, sustrato ideal para diferentes organismos, dichos lugares contribuyen a la proliferación de los mismos, siendo los hongos los microorganismos más comúnmente encontrados (Nieves et al., 2009). Los hongos son capaces de hidrolizar una gran variedad de polímeros, incluyendo la celulosa, como resultado de su eficiente complejo enzimático (Da Silva et al., 2006); así, los hongos celulolíticos pueden utilizar el papel como sustrato cuando se presentan condiciones medioambientales favorables consiguiendo destruir este soporte en corto tiempo, proceso conocido como biodeterioro (Adamo et al., 2003).

Ante situaciones como ésta, que amenazan permanentemente las colecciones, se hace necesario desarrollar acciones preventivas y correctivas que incluyan, además de la preservación de la salud de los funcionarios y usuarios de las bibliotecas, la conservación de las colecciones bibliográficas y documentales. Específicamente frente al problema del biodeterioro, el grupo de Conservación de la Biblioteca Nacional implementó durante los últimos años el uso del agente antimicrobiano Timsen, para realizar procesos de saneamiento documental en forma masiva y puntual, de acuerdo con el nivel de afectación de cada unidad bibliográfica.

Aunque el Timsen, como amonio cuaternario, presenta ventajas en su uso como agente desinfectante sobre las unidades bibliográficas, su permanente utilización en los últimos años, como el de cualquier otro agente microbicida, ha podido desencadenar un problema, pues la constante presión sobre los microorganismos puede desencadenar mecanismos de resistencia, y no sólo es una dificultad solo en la Biblioteca, sino en general en el campo de la conservación de bienes culturales, ya que este producto se ha empleado indiscriminadamente.

(15)

10 Aunado a lo anterior, el personal del Grupo de Conservación y Restauración de la Biblioteca Nacional de Colombia desconocía alternativas a este desinfectante y cuál era la concentración efectiva del producto para tratamientos de biodeterioro e inclusive de saneamiento ambiental.

De acuerdo con lo anterior, es importante señalar que como medida preventiva en varios sectores industriales como el de alimentos, hospitales, entre otros, se ha implementado el programa de rotación de desinfectantes, siendo esta la mejor medida para evitar la aparición de fenómenos de adaptación y resistencia microbiana, especialmente cuando se define una situación de riesgo con la permanencia de microorganismos después de los procesos de saneamiento.

Así, este proyecto no sólo se propuso evaluar este amonio cuaternario sobre la microbiota propia de la Biblioteca Nacional de Colombia (bacterias, hongos filamentoso y levaduras), establecer su concentración de trabajo y así verificar su efectividad, sino además evaluar otros productos de control de síntesis química: Clinafarm spray®, Wescosan®, Plata coloidal y Etanol 75% como alternativa para eliminar los microorganismos y que no generen efectos secundarios sobre los materiales constitutivos del papel percibidos en cambios en la resistencia de su estructura, variaciones en el pH y otros efectos en las propiedades físico-químicas.

De esta manera, los resultados de la investigación contribuyen a formular alternativas de productos para implementar el programa de rotación de desinfectantes en la Biblioteca, para ejecutar las tareas de saneamiento documental y ambiental siguiendo una metodología idónea, en miras de asistencia técnica pertinente en esta materia para las bibliotecas a nivel local y regional del país.

4. OBJETIVOS

4.1. Objetivo General

Evaluar cinco agentes microbicidas para el control del biodeterioro de las unidades documentales en soporte papel de la Biblioteca Nacional de Colombia, considerando los posibles efectos secundarios sobre el material.

4.2. Objetivos específicos

(16)

11

4.2.2. Evaluar los posibles efectos secundarios de los productos de control sobre el papel mediante tres pruebas físico-químicas.

5. MARCO TEÓRICO

5.1. Biocidas aplicados en el campo de la conservación y restauración del Patrimonio Documental.

Las fuentes históricas constituyen la materia prima de la historia. Comprenden todos los documentos, archivos y objetos que trasmiten una información significativa referente a los hechos que han tenido lugar, especialmente en el pasado, los cuales han sido salvaguardados en variedad de soportes a través del tiempo (Pascual, 2010). Así, se demuestra que el valor que los documentos representan es muy grande y por ello surge el interés de conservar y preservar ese legado, pues así se logran transmitir los testimonios de la historia que se han desarrollado con los años.

El deterioro biológico de los documentos constituye uno de los motivos de pérdida de información y para enfrentar este problema han surgido diferentes metodologías para la identificación de los agentes causales y su control; ejemplo de ello son la microscopía electrónica de barrido (Guiamet et al., 2011), espectroscopia FTIR (Zotti et al., 2008), implementación de radiaciones gamma (Da Silva et al., 2006,), tratamiento con diferentes productos como mezclas de metil y propil parabenos (Neves et al., 2009), compuestos antifúngicos (BHT, BHA, azoles) e inhibidores de la quitinsintasa (Fabrii et al., 1997), entre otros.

Uno de los agentes químicos de mayor empleo en las décadas de los 80s y 90s fue el timol, usado en forma cristalina como sólido sublimable. Diversos estudios indican que no elimina los propágulos de hongos ni las células bacterianas, puede ocasionar alergias e irritación en las vías respiratorias y además se le atribuyen efectos cancerígenos. Otros químicos como o-fenilfenol (OFF), formaldehido, p-formaldehido, pentaclorofenol, óxido de etileno y etanol al 70% también fueron ampliamente utilizados, sin embargo su alta toxicidad, al igual que la del timol, y la baja efectividad del etanol al 70% contra bacterias, descartó su uso (Valentin, 2005; Tiano, 2002).

(17)

12 Nacional, el biodeterioro se ha tratado en forma puntual por imprimación, localmente sobre las zonas afectas.

5.2. Biocidas

En general biocida, es un término que describe agentes químicos usualmente de amplio espectro que inactivan microorganismos. Son moléculas orgánicas o inorgánicas utilizadas para desinfectar, sanitizar o esterilizar objetos y superficies, y para preservar materiales del proceso de degradación microbiológica (Chapman, J, 2003; McDonnell & Russell, 1999).

Los antisépticos son biocidas o productos que destruyen o inhiben el crecimiento de microorganismos en un tejido vivo, y los desinfectantes son igualmente biocidas pero generalmente son productos aplicados en objetos inanimados o superficies (McDonnell, G & Russell, D, 1999). Entre los factores que afectan la actividad antimicrobiana de los biocidas se encuentran el tiempo de contacto, la concentración, la temperatura, el pH, la presencia de materia orgánica y el tipo de microorganismo, considerando que existen diferencias en la estructura y fisiología de cada uno de ellos (Russell, A.D, 2003).

De esta manera, los mecanismos de acción de los biocidas pueden dividirse en cuatro categorías: (i) los biocidas oxidativos participan en reacciones de oxidación mediada por radicales de la materia orgánica, (ii) agentes electrofílicos que incluyen iones inorgánicos como la plata, cobre y mercurio y biocidas orgánicos como el formaldehido y las isotiazolinonas, (iii) biocidas catiónicos como los amonios cuaternarios y alcoholes, que desestabilizan la membrana conduciendo a la rápida lisis celular y finalmente, (iv) agentes protonóforos, como algunos ácidos débiles como el sórbico y benzoico, que interfieren con la habilidad de la membrana celular para mantener el balance de pH, resultando en acidificación del interior de las células e interrupción del metabolismo (Chapman, J, 2003).

5.2.1. Alcoholes

(18)

13

5.2.2. Aldehídos

Están incluido dentro de los agentes electrofílicos, que reaccionan covalentemente con nucleófilos celulares, inactivando enzimas. Su acción se dirige a bacterias esporuladas y no esporuladas, afectando las uniones intermoleculares de los grupos aminos de las proteínas bacterianas (Russell, 2003).

5.2.3. Compuestos de Plata

Las sales de plata y otros metales pesados como el cobre actúan sobre los grupos funcionales de las enzimas fúngicas, causan la liberación de iones de potasio del plasma y membrana citoplasmática. Los iones de plata pueden interactuar con los ácidos nucleicos específicamente las bases nitrogenadas del DNA (McDonnell, G & Russell, D, 1999).

La Plata coloidal fue evaluada al resultar ser una opción como producto innovador en el área de conservación documental en el país, pues su uso se ha visto encaminado al tratamiento de aguas y patologías humanas. Es eficaz frente a un amplio rango de bacterias (Gram positivas y Gram negativas), hongos filamentosos y levaduras. Frente a su acción, se han propuesto diferentes mecanismos como la inhibición de las enzimas implicadas en el proceso respiratorio de óxido-reducción celular, interacción con radicales tipo tiol presentes en membrana celular, modificación en el transporte celular de K+ e interacción con el ADN causando daño en los ácidos nucleicos (Chamakura, 2011).

5.2.4. Fenoles

Debido a su actividad antimicrobiana, los compuestos fenólicos han sido utilizados como antisépticos y desinfectantes durante mucho tiempo. Su mecanismo de acción se basa en el daño a la membrana celular conduciendo a la lisis y fuga de los constituyentes intracelulares (McDonnell, G & Russell, D, 1999). Específicamente, los vapores de timol (compuesto fenólico) fueron ampliamente utilizados en labores de conservación y control del biodeterioro, sin embargo, debido a los riesgos que representan para la salud humana y a los efectos deletéreos causados en los soportes, fueron reemplazados por otro tipo de compuestos (Rakotonirainy & Lavédrine, 2005).

5.2.5. Amonios cuaternarios

(19)

14 ser modificado, da lugar a las diferentes generaciones y su acción es atribuida a la inactivación de enzimas, desnaturalización de proteínas esenciales y la rotura de la membrana celular.

El Timsen, actualmente utilizado en los procesos de saneamiento llevados a cabo en la Biblioteca, es una sal mejorada de amonio con elevada actividad microbiocida, compuesto altamente estable, desprovisto de olor y en soluciones preparadas es incoloro (BAM, s.f.). Según la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer y la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional, el Timsen no es carcinogénico, no es irritante ni emana gases, rompe la tensión superficial en un 56% por lo que proporciona un gran poder de penetración y además es 100% biodegradable (Alvarado et al., 2010).

Wescosan® es un desinfectante catiónico a base de amonio cuaternario de cuarta generación. El dimetil di-octil-decil cloruro de amonio combinado con glutaraldehído y glioxal otorgan al producto un gran poder microbicida, resistencia a materia orgánica, menor producción de espuma y mayor capacidad de biodegradación (West químicos, 2010).

5.2.8. Azoles

Los azoles forman una familia heterogénea de fármacos que comparten la presencia de un anillo azólico central y con ello el mecanismo de acción antifúngico que consiste en la inhibición de la síntesis del ergosterol. Estos actúan sobre los sistemas enzimáticos dependientes del citocromo P450, lo que interfiere en el metabolismo del lanosterol llevando a una disminución del ergosterol y de forma secundaria a un acúmulo de esteroles anómalos (esteroles 14-alfa-metilados) (Howard, 2006).

Clinafarm spray® es un producto que contiene Enilconazol, un compuesto fungicida azol que inhibe la síntesis del ergosterol por el bloqueo en la acción de 14-alfa-demetilasa. Los principales contaminantes sensibles a este compuesto son hongos tales como Aspergillus, microorganismos ampliamente recuperados de los ambientes y unidades documentales de la Biblioteca, aunque también se ha demostrado que posee actividad contra cocos y bacilos Gram positivos (Dragpharma, 2003).

6. METODOLOGÍA

(20)

15

6.1. Microorganismos de prueba - Criterios de inclusión

La actividad microbicida de los cinco agentes fue evaluada frente a tres morfotipos de hongos filamentosos: Cladosporium Morfotipo 1, Penicillium Morfotipo 6, Aspergillus Morfotipo 1, un morfotipo de levadura: Rhodotorula mucilaginosa y un morfotipo de Bacilos esporulados Gram positivos RI0020.

Dichos microorganismos, fueron aislados a partir de los fondos documentales de la Biblioteca Nacional de Colombia por lo que son considerados agentes deteriorantes propios de las colecciones; la mayoría de estos corresponden a hongos filamentosos, siendo los géneros de mayor frecuencia de aparición Penicillium sp., Aspergillus sp. y Cladosporium sp, como se reporta en el estudio realizado por Manrique y Patiño (2011). Así mismo, la levadura Rhodotorula mucilaginosa y la bacteria Gram positiva esporulada fueron aisladas a partir de documentación con indicadores de biodeterioro sugiriendo su participación en el deterioro del material bibliográfico custodiado por la Biblioteca Nacional de Colombia.

6.2. Evaluación de la actividad microbicida de los agentes químicos: Timsen, Clinafarm®, Wescosan®, Plata coloidal y Etanol 75%

6.2.1. Preparación del Inóculo - Suspensión de ensayo

6.2.1.1. Bacterias y Levaduras

Se realizaron suspensiones de los microorganismos en solución de cloruro de sodio - triptona (Anexo 2) con ayuda de perlas de vidrio y agitador Vortex. El número de células en la suspensión se ajustó a un valor entre 1,5 x 108 UFC/ml y 5,0 x 108 UFC/ml para el inóculo bacteriano y de 1,5 x 107 UFC/ml y 5,0 x 107 UFC/ml para el inóculo de levaduras, mediante espectrofotómetro (longitud de onda 620nm) conociendo que los valores idóneos de la densidad óptica se encuentran entre 0,150 y 0,460 para el inóculo bacteriano y de 0,200 y 0,350 para el inóculo de levaduras – NTC 5540 y NTC 5473 (ICONTEC, 2007).

Posteriormente, para evaluar la viabilidad, se realizó recuento de células a partir de diluciones seriadas, sembrando en superficie las diluciones 10-6 y 10-7 sobre medio TSA (bacterias), y 10-5 y 10-6 sobre medio MEA (levaduras) por triplicado. Las placas se incubaron a 30 ± 1 °C durante 20h-48 h.

6.2.1.2. Hongos Filamentosos

(21)

16 conidios/ml, estimando el número de células por medio de cámara de New Bauer - NTC 5540 (ICONTEC, 2007).

Luego se realizó recuento para evaluar la viabilidad de las células, a partir de diluciones seriadas y sembrando en superficie las diluciones 10-5 y 10-6 sobre medio MEA para los hongos Penicillium Morfotipo 6 y Cladosporium Morfotipo 1 y sobre DG-18 para Aspergillus Morfotipo 1, por triplicado. Las placas se incubaron a 30 ± 1 °C durante 72h-96h. Pasado el tiempo de incubación se realizó el recuento de UFC.

6.2.2. Soluciones de ensayo del producto

Las soluciones de ensayo del producto se prepararon a diferentes concentraciones partiendo de la solución concentrada del producto (Timsen, Clinafarm spray®, Wescosan®). Las diferentes concentraciones correspondieron a: 1) la indicada por el fabricante; 2) una concentración por encima que corresponde al doble de la indicada en la etiqueta del producto y 3) una concentración por debajo que corresponde a la mitad de la recomendada. El solvente utilizado fue agua destilada. Estas soluciones del producto de ensayo se prepararon a una concentración 1,25 veces mayor de la deseada, pues durante el procedimiento el producto resulta diluido en un 80%.

Como excepción, la Plata coloidal se evaluó a una única concentración, partiendo del hecho de que el producto ya venia listo para usar.

6.2.3. Actividad microbicida de los agentes químicos comerciales

6.2.3.1. Condiciones experimentales

a) Temperatura (°C): La temperatura obligatoria del ensayo fue de 20 °C (NTC 5540 y 5473)

b) Tiempo de contacto (t, min): El tiempo de contacto obligatorio fue de 60 min (NTC 5540 y 5473); los tiempos de contacto adicionales, considerados en la norma, correspondieron a 15 min y 30 min ± 10s.

c) Neutralizantes: El agente neutralizador que se utilizó tanto para los compuestos de amonio cuaternario como para el azol y la plata coloidal fue el recomendado por las NTC 5540 y NTC 5473 correspondiente a Polisorbato 80- Lecitina- Histidina (ICONTEC, 2007) (Anexo 2).

6.2.3.2. Método de dilución-neutralización

(22)

17 Transcurrido el tiempo t, se tomó 1,0 mL de la mezcla de ensayo y se transfirió a un tubo contenido con 1,0 mL de agua destilada y 8,0 mL del neutralizador. La temperatura se mantuvo controlada a 20 ± 1 °C. Después de un tiempo de neutralización de 5min ± 10s, se tomó una muestra de la mezcla de ensayo neutralizada y se sembró en superficie: bacterias: TSA y hongos filamentosos y levaduras: MEA y DG-18, por triplicado. Las placas fueron incubadas a 25 ± 1 °C por 72-96 horas en el caso de los hongos filamentosos, a 30 ± 1°C por 42-48 horas para las levaduras y a 30 ± 1°C por 24 horas para las bacterias. Después del tiempo de incubación, se realizo el recuento de UFC y los datos fueron enfrentados contra los resultados de viabilidad.

Bajo las mismas condiciones se evaluaron todas las soluciones de ensayo del producto.

6.2.3.3. Prueba del neutralizador

Para comprobar que el neutralizador detiene la acción del producto, se mezclaron partes iguales de las soluciones de ensayo del producto con el neutralizador (4,0 mL). Seguidamente, se añadieron 2,0 mL de suspensión del microorganismo ajustada a 102 células/mL. La temperatura se mantuvo controlada a 20 ± 1°C durante 5 min ± 10 s. Transcurrido el tiempo, se tomó una alícuota de esta mezcla y se sembró en superficie: bacterias: TSA y hongos filamentosos y levaduras: MEA y DG-18, por triplicado. Las placas fueron incubadas a 25 ± 1 °C por 72-96 horas en el caso de los hongos filamentosos, a 30 ± 1°C por 42-48 horas para las levaduras y a 30 ± 1°C por 24 horas para las bacterias. Pasado el tiempo de incubación se realizó el recuento de UFC. Los resultados obtenidos fueron comparados con los datos de viabilidad.

6.2.3.4. Verificación de la ausencia de toxicidad del neutralizador frente a los microorganismos de trabajo

Para comprobar que el agente neutralizador por si solo no causa ningún efecto sobre los microorganismos de prueba, se mezcló 8,0 mL de neutralizador y 1,0 mL de agua destilada en un tubo estéril, al cual se añadió 1,0 mL de suspensión del microorganismo ajustada a 102 células/mL. La temperatura se mantuvo controlada a 20 ± 1 °C durante 5 min ± 10 s. Transcurrido el tiempo, se tomó una alícuota de esta mezcla y se sembró en superficie, por triplicado. Las placas se incubaron a 25 ± 1°C por 72-96 horas en el caso de los hongos filamentosos, a 30 ± 1°C por 42-48 horas para las levaduras y a 30 ± 1°C por 24 horas para las bacterias. Pasado el tiempo de incubación se realizó el recuento de UFC.

Los resultados obtenidos fueron comparados con los datos de viabilidad.

6.2.4. Verificación de la actividad microbicida del Etanol 75%

(23)

18 Colombia, se evaluó su actividad utilizando la metodología descrita en el numeral 6.2.3.2. Esto permitió relacionarlo como posible agente potenciador de los demás productos usados en los procesos de saneamiento.

6.2.5. Interpretación de los resultados

La actividad microbicida de los agentes químicos comerciales se calculó bajo los parámetros establecidos por la normatividad Internacional vigente, trazable a las NTC en Colombia.

Así, para cada concentración del producto y cada condición experimental, se calculó la Reducción (Log R) en el número de UFC/mL en la suspensión del ensayo N. Para cada microorganismo del ensayo, se registró la concentración más baja del producto que cumplió con un Log R= 4 en el caso de actividad fungicida y Log R= 5 para la actividad bactericida (NTC 5540 Y 5473).

La concentración más baja del producto activo frente al microorganismo, es la concentración microbicida determinada según la normatividad.

6.3. Pruebas Físico químicas para establecer posibles efectos secundarios sobre el soporte

Para llevar a cabo la evaluación de los posibles efectos secundarios que el agente químico podría generar sobre el papel, se utilizaron patrones de soporte en papel manual e industrial suministrados por los restauradores del grupo de conservación de la Biblioteca Nacional de Colombia. Los productos utilizados para llevar a cabo estos ensayos fueron seleccionados de acuerdo a los resultados obtenidos bajo el numeral 6.2.

6.3.1. Selección del material en soporte papel para los ensayos

Para llevar a cabo los ensayos físico-químicos se utilizaron dos tipos de papel (manual e industrial) sin técnicas de registro. La selección del material fue aleatoria y se tuvo en cuenta que estuvieran libres de cualquier signo de biodeterioro. La medida establecida para las probetas o muestras de papel correspondió a 3cmx5cm.

6.3.2. Envejecimiento acelerado de las muestras de papel

(24)

19 Las muestras fueron puestas en contacto con los agentes químicos por imprimación. La concentración del producto utilizada fue seleccionada bajo los resultados obtenidos en la primera fase del proyecto correspondiente a la evaluación de la actividad microbicida de los agentes químicos. Se aseguro en todos los casos tener una muestra de papel sin desinfectante como control.

Para el envejecimiento, las muestras se dispusieron en el horno a una temperatura constante de 105±2 °C. Los tiempos (en horas) seleccionados de exposición a esta condición fueron de 72±0.75 y 144±1.5 correspondientes a 25 y 50 años respectivamente, de envejecimiento natural.

Finalmente, con el fin de evaluar degradación del soporte a través del tiempo como efecto secundario por acción de los agentes químicos, se realizó la cuantificación de azucares reductores por el método colorimétrico del ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS).

Inicialmente se realizó una curva patrón mediante la cuantificación de diferentes concentraciones de glucosa, preparando las muestras a partir de una solución concentrada de glucosa 40mM. La metodología usada para la medición de estos azúcares se encuentra descrita en el Anexo 4. Las determinaciones de absorbancia se realizaron a una longitud de onda de 540nm, ajustando el cero de absorbancia con el blanco de la prueba.

Para cuantificar azúcares reductores en las muestras de papel, se preparó un extracto acuoso con el soporte, utilizando 0.17g del papel y 2.55mL de agua destilada. Para ello, la probeta fue troceada en pequeños fragmentos lo que facilitó su maceración con agua destilada. La mezcla fue dejada en reposo durante 24 horas y posteriormente centrifugada. En último lugar, se realizo la cuantificación siguiendo la metodología descrita en el protocolo.

6.3.3. Cambio cromático

Se evaluó el cambio en el color del soporte al tiempo cero y para los dos tiempos mencionados anteriormente. Para ello se realizó un registro fotográfico evidenciando el cambio cromático como un efecto directo del producto sobre el material (contacto agente químico-papel).

Esta etapa se desarrolló en el Laboratorio del Grupo de Conservación y Restauración de la Biblioteca Nacional de Colombia bajo la asesoría de la Fotógrafa documental Constanza Medina, y bajo las condiciones de captura ya estandarizadas con las que trabaja la Biblioteca (Anexo 3).

6.4. Estrategia de análisis

(25)
[image:25.612.143.477.159.383.2]

20

Tabla 1. Codificación de los tratamientos biológicos

DIGITO 1 DIGITO 2 DIGITO 3 y 4 DIGITO 5 y 6

Microorganismo Agente Concentración Tiempo

Aspergillus

Morfotipo 1 1 Clinafarm 1

0,5:100 5

15 1:100 10

2:100 20

Cladosporium

Morfotipo 1 2 Wescosan 2

0,3% 30

0,6% 60

30 Penicillium

Morfotipo 6 3

1,2% 12

Timsen 3

0,5g/L 5

Rhodotorula mucilaginosa 4

1g/L 10 2g/L 20

60 Bacilo Gram positivo RI0020 5 Plata

Coloidal 4 5ppm 50

Etanol 5 75% 75

Así, por ejemplo el código 445015 significa que el procedimiento metodológico fue realizado con Rhodotorula mucilaginosa frente al agente químico Plata coloidal a una concentración de 5ppm, y con un tiempo de contacto de 15 minutos.

Los resultados de la actividad microbicida de los productos sobre los diferentes géneros microbianos, fueron estadísticamente evaluados mediante una prueba de comparación de medias (ANOVA de un solo factor) y analizados a través de la prueba PostHoc de Duncan, en el programa SPSS. Esto nos permitió conocer si existían diferencias significativas entre los tratamientos, para cada agente químico y cada microorganismo evaluado.

Para la presentación de los resultados se usó estadística descriptiva (comparativa usando tablas, gráficos y medidas descriptivas como el promedio y la desviación estándar) utilizando el programa SigmaPlot 12.0.

(26)
[image:26.612.133.481.115.219.2]

21

Tabla 2. Codificación de los tratamientos fisicoquímicos

DIGITO 1 DIGITO 2 DIGITO 3 y 4 DIGITO 5 y 6

Tipo de papel Agente Concentración Tiempo de

envejecimiento Clinafarm 1 0,5:100 05

Manual 1 Wescosan 2 0,3% 03 25 años 25

Industrial 2 Timsen 3 0,5g/L 05 50 años 50

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

7.1. Evaluación de la actividad microbicida de los agentes químicos: Timsen®, Clinafarm®, Wescosan®, Plata coloidal y Etanol 75%.

Se observó que el agente neutralizador seleccionado cumplió con el objetivo de detener la actividad microbicida de los agentes, pudiendo así realizar una medida exacta de los microorganismos sobrevivientes después de los tratamientos probados; los resultados mostraron que después de cinco minutos de contacto a 20°C la suspensión mantuvo el número de células con la que se partió (resultados no mostrados). De igual forma, se evidenció que el agente neutralizador utilizado no era tóxico para ninguno de los microorganismos de prueba observándose que no hubo reducción logarítmica de la suspensión utilizada para el ensayo (resultados no mostrados).

Los resultados de esta primera fase se dividieron en dos partes. El primer análisis estadístico relacionó los datos de reducción (LogR) obtenidos por cada producto frente a los cinco microorganismos de prueba. Para los cinco casos, ANOVA mostró que existen diferencias significativas entre los resultados para cada microorganismo, al obtenerse datos de significancia menores a 0.05 (Anexo 6). La prueba de comparaciones múltiples PostHoc de Duncan dividió los resultados LogR en subconjuntos de acuerdo a la cantidad de logaritmos reducidos y que para los cinco diferentes casos se disponen desde la A hasta la N. Las figuras 1A, 1B, 1C, 1D y 1E presentan dichos resultados.

(27)

22

AB

C G

D-F D-F FG FG

DF DF

B C A

E-G

D

DE

K

J

L

I A

B C

HI

HI E D

K

J

L

A1

A

2

C

LINA

FA

R

M

WES

C

O

SA

(28)
[image:28.612.62.567.102.632.2]

23

Figura 1. Resultados de reducción logarítmica para los cinco microorganismos de prueba frente a A1) Clinafarm, A2) Wescosan, A3) Timsen, A4) Plata Coloidal y A5) Etanol 75%.

N

N

MN

LM

O

H

-L E-G

G

-J H-K

KL

K-M

CD C-E D

-G

C

-E

A3

A

C

B B

B

A A A

B

B

C

C

TIMSEN

(29)

24 Clinafarm spray®, Wescosan® y Timsen® muestran actividad contra todos los microorganismos de prueba. La plata coloidal mostró un bajo espectro al evidenciarse actividad sólo frente al hongo xerófilo Aspergillus Morfotipo 1 y Rhodotorula mucilaginosa (Figura A4). De igual forma, se observa que el Etanol 75% no es activo frente al Bacilo Gram positivo (Figura A5).

Para todos los productos se observa que no hay diferencias importantes entre los resultados obtenidos para cada concentración evaluada y el tiempo de contacto al que estuvo expuesto el microorganismo con el producto (Figura 1). Sin embargo, las concentraciones por debajo de la recomendada por el fabricante suelen ser las que menor actividad presentan en conjunto con el tiempo de contacto más bajo, lo cual generalmente no compromete la eficacia de los productos evidenciada en la reducción de 4-5 logaritmos como lo exige la normatividad. La única excepción se da frente al bacilo Gram positivo donde los mayores tiempos de contacto con el producto Clinafarm muestran la reducción celular exigida en la norma.

[image:29.612.181.429.425.715.2]

Adicionalmente, y de acuerdo con lo propuesto en la normatividad, se determinó la concentración microbicida de cada agente químico para cada microorganismo, registrando la concentración más baja del producto que cumplió con un Log R= 4 en el caso de actividad fungicida y Log R= 5 para la actividad bactericida (NTC 5540 Y 5473).

Tabla 3.Concentración microbicida para cada agente químico evaluado de acuerdo al microorganismo de prueba.

Microorganismo Agente químico

Concentración microbicida

(CM)

Aspergillus Morfotipo 1

Clinafarm spray® 0,5:100

Wescosan® 0,3%

Ti se ™ 0,5 g/L Plata Coloidal 5 ppm

Cladosporium Morfotipo 1

Clinafarm spray® 0,5:100

Wescosan® 0,3%

Ti se ™ 0,5 g/L Plata Coloidal ---

Penicillium Morfotipo 6

Clinafarm spray® 0,5:100

Wescosan® 0,3%

Ti se ™ 0,5 g/L Plata Coloidal ---

Rhodotorulla mucilaginosa

Clinafarm spray® 0,5:100

Wescosan® 0,3%

(30)

25

Bacilo Gram + Esporulado

Clinafarm spray® 2:100

Wescosan® 0,3%

Ti se ™ 0,5 g/L

Plata Coloidal ---

Partiendo de lo anterior, se hace la relación de cada agente químico frente a cada microorganismo.

Si bien es conocido que los azoles tienen especificidad hacia hongos filamentosos y levaduras, considerando que su mecanismo de acción se relaciona con la inhibición en la síntesis de ergosterol y toxicidad directa sobre los fosfolípidos presentes en membrana, se observó efecto microbicida sobre la suspensión bacteriana al reducir la concentración celular en 4 logaritmos (Figuras A1 y B5). Aunque no hay muchos estudios que muestren la actividad antibacterial de este antifúngico, Rostom y col. (2009) atribuyen a los azoles una actividad efectiva en la inhibición de la proteína transportadora enoil- acil reductasa (Fabl) un novedoso target antibacteriano. En este estudio, los resultados revelaron que los compuestos azoles evaluados tuvieron efecto antibacterial sobre bacterias Gram positivas y Gram negativas, siendo las Gram positivas las más sensibles a su actividad microbicida, en especial S. aureus y B. subtilis (Rostom et al., 2009).

Por otro lado, en el estudio de Emami y col. (2008) se observa que los valores de concentración del producto efectivas frente a levaduras como Candida albicans y Saccharomyces cerevisiae y hongos filamentosos como Aspergillus niger fluctúan entre valores de 0.25 y 32 µm/mL, siendo las levaduras los microorganismos más sensibles al efecto de los azoles. Esto difiere de los resultados obtenidos en este estudio, pues Rhodotorula mucilaginosa resultó ser el microorganismo menos sensible a la acción del Enilconazol; esta resistencia puede asociarse a mecanismos celulares y moleculares, por ejemplo alteraciones en la enzima diana (14-α-esterol desmetilasa), disminuyendo con ello la afinidad de la enzima por los azoles, alteración en otras enzimas de la ruta de biosíntesis del ergosterol o a bombas de flujo activas que liberan el antifúngico al exterior de la célula (Cowen et al., 2002; Marichal et al, 1999). Comparándose el valor de la concentración microbicida (CM) para el azol de éste estudio, que fue de 1.5 µm/mL, con los valores obtenidos en el reporte de Emani y col. (2008), se puede mencionar que Clinafarm se encuentra en el rango de los más efectivos, frente a los tres diferentes tipos de microorganismos.

(31)

26 QAS de cuarta generación, lo que significa que posee cadenas dialquílicas lineales y contrario al Timsen, no posee anillo bencénico lo que contribuye a su mayor poder microbicida (West químicos, 2010). Además, este agente presenta una pequeña cantidad de glutaraldehído, compuesto de alto espectro y actividad esporicida (McDonell y Russel, 1999), que potencia la actividad del principio activo.

Al igual que en este estudio, Cailler y col. (2009) reportan en su investigación que los QAS presentan una actividad antibacteriana y antifúngica óptima, frente a Staphylococcus aureus, Aspergillus niger y Candida albicans, en concentraciones aproximadas de 253µg/L, 140µg/L y 261µg/L respectivamente, sin embargo, Pseudomonas aeruginosa, la bacteria Gram negativa usada, fue un poco más resistente al efecto microbicida evidenciándose efecto con concentraciones aproximadas de 324µg/L. Ellos confieren el efecto de los diferentes QAS a la naturaleza de la cadena lateral de hidrocarburos reportando que la longitud de la cadena de hidrocarburos juega un papel importante en la actividad biológica debido a su influencia en la hidrofobicidad general de los compuestos (Caillier et al., 2009). Aún así, es importante mencionar que para este estudio la CM para el Wescosan es de 300mg/L y para el Timsen de 200mg/L, concentraciones aproximadamente 1000 veces más alta que las evaluadas por Cailler y col. (2009) y que por ello pueden haberse obtenido resultados favorables.

Estos resultados permiten considerar a los QAS como productos para los procesos de saneamiento documental, pues su espectro es alto, la concentración efectiva es baja, y sus costos son relativamente bajos, aspectos que se tienen en cuenta dentro de los procesos de conservación y los administrativos de la biblioteca. Si bien llegaran a causar daños importantes en las matrices documentales, comprobándose esto con la evaluación de otros parámetros como humedad relativa y exposición a radiaciones UV, podrían tenerse en cuenta para los procesos de saneamiento ambiental de los depósitos.

Por otro lado, la evaluación de la Plata Coloidal mostró resultados interesantes al evidenciarse efecto microbicida solamente sobre Aspergillus Morfotipo 1, hongo xerófilo aislado del fondo documental Anselmo Pineda y la levadura Rhodotorula mucilaginosa (Figura A4). Contrario a lo esperado, no se observó reducción logarítmica en la solución microbiana para los hongos filamentosos Penicillium Morfotipo 6, Cladosporium Morfotipo 1 y el Bacilo Gram positivo esporulado, encontrándose reportes en los que las nanoparticulas de plata causan un efecto adverso sobre bacterias Gram positivas como Staphylococcus aureus y Bacillus subtilis en soluciones con concentraciones mayores a 2 µg/mL de Ag (Zhang et al., 2008) y sobre hongos levaduriformes como Candida glabrata y Saccharomyces cerevisiae en concentraciones de 5 µm/mL (Rodríguez et al., 2011). Aunque la concentración del producto evaluado es superior a la utilizada por Zhang y col., e igual a la utilizada por Rodríguez y col. (2011) se evidenció inactividad frente a estos tres microorganismos.

(32)

27 tienen mayor proporción de superficie específica en relación al volumen y más átomos de metal en la superficie disponibles para interactuar con la membrana de los microorganismos (Chamakura et al., 2011; Ruparelia et al., 2008; Zhang et al., 2008). Conforme a esto podría indicarse que el agente químico usado no presentó las condiciones de tamaño y forma de partícula necesarias para generar efectos adversos sobre todos los microorganismos del estudio.

Respecto a los resultados con Cladosporium Morfotipo 1 (Anexo 8), la resistencia puede atribuirse a la presencia de melanina en sus esporas, pues es sabido que este compuesto es importante para la supervivencia y la longevidad de los propágulos (Urán y Cano, 2008). Se ha sugerido que la presencia de melanina en muchos microorganismos genera mayor resistencia a los compuestos antimicrobianos y principalmente a los antimicóticos, y es por ello que los hongos dematiáceos suscitan un especial interés entre los otros hongos que sintetizan melaninas pues estos presentan mayor resistencia a los antimicóticos disponibles (Urán y Cano, 2008).

A pesar de los resultados y considerando que los hongos xerófilos son una población muy importante de microorganismos en las bibliotecas, la Plata coloidal se descarta como un desinfectante a usar en los procesos de saneamiento, pues su espectro es bajo y otros desinfectantes como los amonios cuaternarios pueden realizar el mismo efecto de inhibición.

Finalmente, de acuerdo con lo esperado el etanol 75% mostro buena actividad frente a los hongos pero nula acción sobre el bacilo Gram positivo. Aunque McDonell y Russel (1999) mencionan que los alcoholes exhiben actividad frente a bacterias en su forma vegetativa incluida Micobacterium, en concentraciones superiores al 50%, relacionan dicha actividad a alcoholes de tipo isopropil, que difiere del evaluado en el estudio siendo un etil-alcohol, y a ello puede deberse la diferencia en resultados. También reportan que los alcoholes pueden inhibir la germinación de esporas, pero que dicha acción puede ser reversible, lo que difiere de este estudio, pues la mejor actividad se presento frente a hongos filamentosos (Figura A5).

Para el caso de la Biblioteca Nacional de Colombia, su uso puede encaminarse como potenciador de otros agentes, pues aunque este agente es activo contra hongos filamentosos, población aislada con mayor frecuencia de los fondos documentales y depósitos, las bacterias también constituyen un importante grupo que hay que controlar. Además, como lo reporta Tiano (2002), este producto ya ha sido utilizado en procesos de saneamiento documental, pero suele ser descartado al observarse inactividad frente a bacterias.

7.2. Pruebas Físico químicas para establecer posibles efectos secundarios sobre el soporte.

Los ensayos se llevaron a cabo con tres productos: Clinafarm®, Wescosan® y Timsen®. Esta selección se baso en los resultados obtenidos para la primera fase, justificándose en las buenas actividades de los agentes y su espectro de acción. De igual manera, las concentraciones de

(33)

28

i o i ida e puestas e la Ta la 3, sie do las ás ajas (la itad de la o e tración

recomendada por el fabricante) las utilizadas.

Los resultados del análisis estadistico para la cuantificación de azúcares reductores mediante la técnica del ácido dinitrosalicilico (Anexo 10) muestran que no hay diferencias significativas en la cantidad de azúcares del soporte después de aplicado el producto con tiempos de envejecimiento de 25 y 50 años, encontrándose valores de significancia superiores a 0.05. Aún así, es necesario mencionar que los valores de la desviación estándar son altos y por lo que se atribuyen diferencias importantes entre las réplicas de los experimentos (Figura 3). Esto se puede relacionar con posibles errores de manipulación durante el proceso y con la heterogeneidad de los extractos acuosos de las muestras, ya que al analizar la composición de las matrices de papel se observa que estos soportes estan compuestos por material fibroso y aditivos funcionales como encolantes, abrillantadores ópticos y agentes consolidantes, que pueden variar en composición para cada tipo de papel, y en cantidad para cada trozo del mismo (Vaillant y Valentin, 1996). Lo anterior, también puede explicar la posible existencia de interferentes de la reacción de DNS, al desconocerse la composición exacta de las muestras de papel.

Contrario a lo esperado se evidencia que la cantidad de azúcares reductores no es variable a lo largo del tiempo, tanto en papel manual e industrial después de impregnado el producto, al observarse que los datos de los controles mostraron el mismo comportamiento (Figura 3 - B1 y B2). Con estos resultados se infiere que los agentes quimicos evaluados para el control del biodeterioro no son agentes causales de la degradación del soporte, o si bien lo son, la degradación no esta relacionada con la descomposición de la célulosa, principal componente del papel. De existir degradación en el soporte, ésta podría atribuirse a factores como la temperatura (termodegradación), radiaciones UV (fotodegradación) y ataque de microorganismos y/o sus metabolitos (biodegradación), que en todos los casos puede favorer la hidrólisis ácida o alcalina del material celulósico y su oxidación (Vaillant y Valentin, 1996).

(34)
[image:34.612.63.572.152.357.2]

29 fibras madereras son más susceptibles a la degradación tanto por factores bióticos y abióticos, pues la lignina presente es sensible a procesos de hidrólisis y oxidación (Vaillant y Valentin, 1996).

Figura 2. Concentración de glucosa (mM) en papel impregnado con 3 agentes químicos para papel industrial y manual después de 25 años y 50 años de envejecimiento.

Los resultados de cambio cromático, mostraron datos interesantes al evidenciarse cambio en el color del soporte después del envejecimiento acelerado únicamente para papel manual, en especial aquellas muestras impregnadas con QAS. Como se observa en las Figura 4 y 5, la muestra presenta bordes amarillos que son notorias al ser comparadas con las muestras control (Anexo 11). Este cambio de color se puede relacionar con presencia de cloro en la composición de los amonios cuaternarios, siendo el principio activo del Timsen el Alquil-Dimetil-Bencil-Amonio Clorado y para el Wescosan es el Dimetil-Di Octil-Decil Cloruro de Amonio, y se sabe que residuos de este elemento pueden generar ácido clorhídrico (HCl), un ácido fuerte, que al disociarse en H+

Cl‐, ge e a u p otó ue puede o pe el e la e B‐a etal de la elulosa, principal componente

del papel manual. Dicha presencia de ácidos en el papel pueden difundirse, atacando las zonas amorfas de la celulosa, ya que contienen agua intermolecular, y esto lleva a la pérdida de resistencia mecánica del papel y por supuesto a su amarillamiento (Odor, s.f.; Calderón, 2003). Otro factor importante y reportado en la fabricación de papel manual, es la presencia de polímeros complejos como las proteínas presentes en las colas animales empleadas en el proceso de impermeabilización del papel (Asunción, 2004) y de sustancias utilizadas como aglutinantes, entre ellas, la gelatina (Alarcón, s.f) que además de favorecer el ataque microbiológico favorecen el cambio cromático del mismo, al retener el cloro que se acumula lentamente y finalmente amarillando y debilitando el soporte (Cotton Incorporated, 2002).

(35)

30 La ausencia de cambio cromático en el papel industrial puede deberse a la diferencia de fibras usadas en la elaboración del mismo, pues aunque el mismo presenta en su estructura lignina aportada por las fibras madereras, y es sabido que este compuesto posee una región molecular en la que la diferencia de energía entre dos orbitales atómicos cae en el rango del espectro visible de los grupos cromóforos, a los que se atribuye el amarillamiento (Piantanida et al., 2005), las condiciones experimentales evitaron la exposición de las muestras a rayos UV que pudiesen afectar los resultados de cambio cromático proporcionados exclusivamente por los agentes químicos.

[image:35.612.156.459.222.420.2]

Figura 3. Captura fotográfica detallada para muestra de papel manual impregnado con A) Timsen 0.5g/L y B) Wescosan 0.3% después de 25 años de envejecimiento.

Figura 4. Captura fotográfica detallada para muestra de papel manual impregnado con Timsen 0.5g/L después de 50 años de envejecimiento.

[image:35.612.248.364.480.653.2]
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

8.1. Conclusiones

En general todos los productos evaluados presentaron actividad al menos frente a dos de los microorganismos con los que se enfrentaron. Sin embargo, se evidenció que los QAS son los más efectivos logrando actuar frente a los cinco microorganismos y en general cumpliendo con lo exigido por la normatividad al reducir entre 4 y 5 logaritmos las suspensiones de ensayo. Diferente a lo esperado, se observó que el Clinafarm posee actividad frente a al bacilo Gram positivo relacionando dicho efecto con la inhibición de la proteína transportadora enoil- acil reductasa. Por otra parte, la Plata Coloidal no resultó ser un agente microbicida efectivo frente a los microorganismos de prueba, propios de los fondos documentales y ambientes de la Biblioteca Nacional de Colombia, encontrado que su espectro de acción es el más bajo de todos los productos evaluados. La resistencia de Cladosporium frente a este agente se atribuye a la presencia de melanina en sus esporas, pues se sabe que este compuesto juega un papel importante para la supervivencia y la longevidad de las mismas. Finalmente, y conforme a lo esperado, no se observó actividad por parte del Etanol 75% frente al Bacilo Gram positivo.

Respecto a las pruebas físico químicas realizadas para evidenciar cambios en el soporte por la aplicación de estos productos, se encontró que los QAS son generadores de amarillamiento en papel manual, tanto después de 25 años como 50 años de envejecimiento, lo cual se atribuye a la presencia de cloro en sus principios activos, que puede formar compuestos ácidos favoreciendo el debilitamiento del soporte y generando cambios de color y que además puede acumularse gradualmente en los componentes proteicos presentes en aditivos funcionales como colas animales y aglutinantes usados especialmente en la fabricación de papel manual, generando así el amarillamiento. Por el contrario, se observó que ninguno de los compuestos genera cambios de color en papel industrial después de 25 y 50 años de envejecimiento. Finalmente, se evidencia que la cuantificación de azúcares reductores no se puede relacionar con la degradación del soporte, pues no se encontraron diferencias significativas en la cantidad de azúcares presentes en las muestras sometidas a tratamiento y los controles.

De acuerdo con esto, se concluye que los productos Wescosan y Timsen pueden ser utilizados para el control del biodeterioro sobre soporte papel tipo industrial, y el producto Clinafarm puede ser utilizado sobre papel manual, todos a la mitad de la concentración recomendada por el fabricante.

8.2. Recomendaciones

Figure

TABLA DE CONTENIDO
Figura 1. Resultados de reducción logarítmica para  los cinco microorganismos de prueba frente a A1) Clinafarm, A2) Wescosan, A3) Timsen, A4) Plata Coloidal y A5) Etanol 75%
Tabla 1. Codificación de los tratamientos biológicos
Tabla 2. Codificación de los tratamientos fisicoquímicos
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Referencias

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