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Vigilancia de aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos

Vigilancia de aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos
Actualizado el 28 de dic. del 2020

Use esta guía para implementar la vigilancia de enfermedades transmitidas por aguas residuales. La vigilancia de enfermedades transmisitidas por aguas residuales es una ciencia de rápido desarrollo, y los CDC seguirán actualizando la guía y la información a medida que esté disponible.

Visión general de la vigilancia de aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos

La vigilancia de aguas residuales en busca del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, es el muestreo y análisis estratégicos de aguas residuales para detectar la presencia de ARN del SARS-CoV-2 con el objetivo de proporcionar información acerca de la presencia de COVID-19 en la comunidad. Los sistemas de residuos de bajos recursos son sistemas ineficaces centralizados (p. ej., sistemas con una infraestructura significativamente deteriorada) o aguas ambientales afectadas por aguas residuales. La vigilancia de aguas residuales puede ser beneficiosa para la respuesta de salud pública al COVID-19 en entornos que dependen de sistemas de residuos de bajos recursos ya que estos sistemas a menudo se encuentran en áreas con dificultades para la vigilancia de enfermedades.

Los datos acerca del SARS-CoV-2 derivados del análisis de aguas residuales no pretenden reemplazar a los sistemas actuales de vigilancia del COVID-19, sino que buscan complementar los sistemas actuales de vigilancia por los siguientes motivos:

  • Dado que las heces de personas con infección sintomática o asintomática pueden contener SARS-CoV-2, la vigilancia de las aguas residuales para detectar la presencia del SARS-CoV-2 puede proporcionar información sobre la infección a nivel comunitario no recopilada a través de los casos notificados.
  • Aunque se ha demostrado que la detección del SARS-CoV-2 en aguas residuales es un indicador adelantado de la presencia del COVID-19 en las comunidades, es poco lo que se ha documentado con respecto a los sistemas de residuos de bajos recursos.
  • Los sistemas de residuos de bajos recursos a menudo se encuentran en entornos con pocos datos de vigilancia de enfermedades a nivel individual, donde se utiliza poco el análisis clínico oportuno del SARS-CoV-2 o ni siquiera está disponible. En tales entornos, la vigilancia de aguas residuales podría proporcionar información sobre enfermedades a comunidades que, de otro modo, contarían con datos insuficientes o nulos al respecto.

Definiciones

  • Las aguas residuales incluyen el agua utilizada por hogares/edificios (es decir, el agua de inodoros, duchas y lavabos) que puede contener desechos fecales humanos, así como el agua de fuentes que no son hogares (como el agua de lluvia y la de uso industrial).
  • La vigilancia de aguas residuales es el muestreo y análisis estratégicos de aguas residuales, y el análisis e interpretación de los datos recopilados (por ejemplo, la presencia o concentración de patógenos, mediciones fisicoquímicas) para comprender mejor una enfermedad dentro de una determinada comunidad. Las aguas ambientales afectadas por aguas residuales incluyen desagües, canales o aguas superficiales abiertas que reciben de forma directa residuos con materia fecal humana sin tratar.
  • Los sistemas de aguas residuales centralizadosícono de sitio externo (o de alcantarillado) transportan aguas residuales a través de una red entubada a una planta central de tratamiento de residuos, y a menudo ofrecen servicio a comunidades urbanas.
  • Los sistemas de aguas residuales descentralizadosícono de sitio externo, como las letrinas de pozo o los tanques sépticos, recolectan, tratan y/o desechan las aguas residuales cerca del punto de generación, y a menudo brindan servicio a comunidades más pequeñas o casas individuales.
  • Los sistemas residuales de bajos recursos son sistemas centralizados ineficacesícono de sitio externo (como sistemas con infraestructura deteriorada) o aguas ambientales impactadas por aguas residuales. Estos sistemas tienen ingresos y pérdidas de materia fecal desconocidos, y están abiertos a procesos ambientales que afectan impredeciblemente la persistencia del ARN del SARS-CoV-2 en las distintas partes del sistema, lo que incluye la luz solar, la depredación por parte de otros microorganismos, y niveles variables de pH y temperatura.

Usos de la vigilancia de aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos

La vigilancia de aguas residuales para detectar la presencia del SARS-CoV-2 es un complemento útil de la vigilancia de casos porque proporciona datos sobre la presencia del COVID-19 dentro de una comunidad que son independientes del acceso o las conductas de búsqueda de atención médica y que, posiblemente, se adelanten a los casos notificados clínicamente. Por estos motivos, la vigilancia de aguas residuales para detectar la presencia del SARS-CoV-2 en sistemas de residuos de bajos recursos podría brindar una fuente de datos complementaria fundamental, especialmente en comunidades sin recursos de vigilancia clínica. Para obtener información acerca de la vigilancia de aguas residuales en sistemas centralizados, vea Sistema Nacional de Vigilancia de Aguas Residuales de los CDC.

A diferencia de la vigilancia del SARS-CoV-2 en sistemas eficaces centralizados, la vigilancia de enfermedades infecciosas en aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos representa dificultades únicas porque:

  • Se desconocen los ingresos y pérdidas de materia fecal de los sistemas ineficaces centralizados porque suelen tener importantes daños de infraestructura que pueden provocar que las aguas residuales fluyan hacia el ambiente circundante y se produzca la introducción de cantidades desconocidas de agua y otros contaminantes en el sistema de residuos.
  • Cuando las aguas residuales sin tratar de comunidades con poblaciones de diferentes tamaños fluyen de forma indirecta hacia desagües, canales o aguas superficiales abiertas, las aguas residuales se mezclan con las aguas subterráneas y las aguas superficiales del ambiente (agua de ríos, derrames o precipitaciones). Estas aguas ambientales afectadas por las aguas residuales están abiertas a procesos ambientales que afectan impredeciblemente el deterioro del ARN del SARS-CoV-2 dentro del sistema.
  • A menudo no es posible determinar el tiempo de permanencia de las heces dentro de los sistemas de desechos de bajos recursos debido a los ingresos y pérdidas incalculables de materia fecal, además de los procesos de deterioro ambiental.
  • Es posible que una gran parte de la población dependa de los sistemas descentralizados de residuos (como letrinas de pozo, sistemas sépticos), los cuales son menos eficaces para la vigilancia de aguas residuales porque reciben residuos de poblaciones pequeñas o indefinidas, y a menudo sin la variedad suficiente para realizar un muestreo representativo.

Al tener en cuenta estos retos, la vigilancia de aguas residuales para detectar la presencia del SARS-CoV-2 en sistemas de residuos de bajos recursos puede usarse para:

  1. Confirmar la presencia del COVID-19 dentro de una comunidad cuando la vigilancia de casos ya ha permitido establecer la transmisión a nivel comunitario.
    • La presencia del ARN del SARS-CoV-2 puede contribuir con las estrategias de mitigación comunitaria y análisis clínicos, como aumentar la realización de pruebas de detección a personas de la comunidad afectada y aumentar las comunicaciones de salud pública.
    • Cuando la vigilancia de casos aún no ha establecido la transmisión a nivel comunitario, la presencia del SARS-CoV-2 podría servir como indicador adelantado del COVID-19 en la comunidad, pero esta aplicación aún no se ha demostrado en sistemas de residuos de bajos recursos y no se recomienda depender de ella como enfoque independiente.
  2. Evaluar potencialmente a poblaciones específicas para detectar la presencia del COVID-19 al centrarse en los residuos que fluyen de establecimientos específicos, como hospitales.
    • Actualmente, hay pocos datos que evalúan el uso de este enfoque para guiar las medidas de salud pública o las operaciones institucionales, y es necesario realizar más investigaciones.
    • Encontrará consideraciones para la vigilancia de aguas residuales específicas aquí.
  3. Generar datos sobre la secuencia del genoma del SARS-CoV-2 que puedan usarse para comprender mejor las diferentes cepas de SARS-CoV-2 que están circulando en una comunidad determinada.

Limitaciones de la vigilancia de aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos

No hay datos suficientes acerca de la concentración de restos de SARS-CoV-2 en las heces, tanto durante el transcurso de la enfermedad en una persona específica como en diferentes personas. Además, la concentración y permanencia del SARS-CoV-2 en sistemas de residuos de bajos recursos puede variar considerablemente en función del espacio y el tiempo transcurrido.

Por lo tanto, la vigilancia de aguas residuales para detectar la presencia del SARS-CoV-2 en sistemas de residuos de bajos recursos no puede usarse para:

  1. Indicar la ausencia del COVID-19 dentro de una comunidad. La cantidad de ARN del SARS-CoV-2 presente en una muestra recogida en un sistema de residuos de bajos recursos puede ser inferior a la cantidad mínima que la prueba utilizada puede detectar. Este bajo nivel podría deberse a que pocas personas de la comunidad están despidiendo el SARS-CoV-2 en sus heces, la cantidad de virus desechado por las personas infectadas es baja, o los desechos del SARS-CoV-2 presentes en las heces de las personas de la comunidad se diluyen o degradan debido a los sistemas de aguas residuales ineficaces centralizados o a factores del ambiente afectado por aguas residuales.
  2. Establecer tendencias de nuevas infecciones dentro de una comunidad. Para establecer tendencias en las concentraciones de SARS-CoV-2, los ingresos de materia fecal y la permanencia del virus dentro de un sistema de residuos de bajos recursos deben ser relativamente constantes en el tiempo, algo poco probable en los sistemas de residuos de bajos recursos.
  3. Calcular la cantidad de personas infectadas (prevalencia del COVID-19) en una comunidad determinada. Para elaborar y utilizar modelos capaces de calcular cifras sobre infecciones, los ingresos de materia fecal y la permanencia del virus dentro de un sistema de residuos de bajos recursos deben ser relativamente constantes en el tiempo, algo poco probable en los sistemas de residuos de bajos recursos.

Implementación de la vigilancia de aguas residuales en sistemas de residuos de bajos recursos

Aún no se ha demostrado por completo la utilidad de salud pública de la vigilancia de aguas residuales para detectar la presencia del SARS-CoV-2 en sistemas de residuos de bajos recursos. Antes de implementar la vigilancia de aguas residuales en estos sistemas, se deben elaborar metodologías sostenibles de muestreo y análisis, y se necesitan estudios piloto para establecer la logística de muestreo y análisis (como la capacidad de recoger muestras y el tiempo de respuesta para informar los resultados del análisis) para proporcionar datos útiles. Estos estudios requerirán experiencia en ingeniería y microbiología ambiental, capacidad de laboratorio, y la colaboración con epidemiólogos y otros expertos de salud pública para generar datos que puedan usarse en beneficio de la salud pública. Se debe considerar lo siguiente con respecto al muestreo, análisis y uso en beneficio de la salud pública de los datos de vigilancia de aguas residuales con SARS-CoV-2 de sistemas de residuos de bajos recursos:

Muestreo

Pruebas

  • Los equipos y suministros especializados para la detección del SARS-CoV-2 en aguas residuales pueden ser difíciles de conseguir. Contar con suministro eléctrico constante también puede ser difícil en ciertas zonas, especialmente en áreas rurales donde este tipo de recursos es más limitado.
  • Dado que los laboratorios de microbiología molecular ambiental son pocos, podría ser necesario capacitar a microbiólogos clínicos para procesar y analizar las muestras ambientales para detectar el ARN del SARS-CoV-2.
  • Medir un marcador fecal específico para humanos en las muestras puede ayudar a cuantificar la contribución de heces humanas totales en la muestra, lo que podría ayudar a comprender la contribución relativa de la materia fecal al ARN del SARS-CoV-2 detectado. Es posible que estos marcadores deban establecerse para comunidades individuales dado que las mediciones pueden variar en función de la dieta y la ubicación.
  • Es necesario contar con controles de laboratorio y un sistema de gestión de calidadícono de pdfícono de sitio externo sólidos para generar datos confiables acerca del SARS-CoV-2 a partir de tipos de muestra complejos como aguas residuales y aguas ambientales afectadas por aguas residuales.

Interpretación por parte de la salud pública

  • La vigilancia de aguas residuales con SARS-CoV-2 no es un enfoque de vigilancia independiente. Es fundamental asociarse con epidemiólogos, ingenieros ambientales y otros socios de salud pública para comprender mejor esos datos en el marco de la respuesta de salud pública y otros indicadores de salud.
  • La ausencia de ARN del SARS-CoV-2 no indica la ausencia del COVID-19 en la comunidad. No hay datos suficientes acerca de la concentración de restos de SARS-CoV-2 en las heces durante todo el transcurso de la infección, y es difícil caracterizar los ingresos fecales y la permanencia viral en los sistemas de residuos de bajos recursos. Como tal, el ARN del SARS-CoV-2 podría no estar presente en las muestras de sistemas de residuos de bajos recursos sino hasta después de que se haya establecido la transmisión a nivel comunitario mediante la vigilancia de casos.
  • Los datos generados a partir de un sistema ineficaz centralizado podrían no ser representativos de las poblaciones cercanas a la red. Por ejemplo, una gran parte de los residentes de áreas que dependen de estos sistemas podrían no tener acceso a la red de cañerías (como quienes viven en asentamientos informales o cuentan con un sistema de alcantarillado descentralizado, como un sistema séptico).