Evaluación del efecto antimicrobiano de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) en el crecimiento de escherichia coli mediante análisis de turbidez en aguas residuales domésticas

Abstract

La presente tesis de Maestría, desarrollada en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Perú), tuvo como objetivo evaluar la eficacia de las nanopartículas (NPs) de óxido de zinc (ZnO) como alternativa innovadora para la desinfección de aguas residuales. Se utilizaron nanopartículas de ZnO comerciales de 30 nm en un diseño experimental completamente aleatorizado de tipo factorial, trabajando por triplicado a concentraciones de 0, 40, 80, 100 y 200 ppm. La cepa E. coli (ATCC 11229) fue expuesta en Caldo Mueller Hinton (MH) y Agua Residual Sintética (ARS) durante 12 horas (720 minutos). La cinética de inhibición se monitoreó mediante análisis de turbidez y Densidad Óptica (DO), y los datos se validaron mediante un Análisis de Varianza (ANOVA). El ANOVA confirmó que la concentración de ZnO tiene un efecto altamente significativo sobre la biomasa aparente (p < 0.001). En el medio MH, se demostró una inhibición dosis-dependiente, siendo la concentración óptima de 80 ppm, la cual logró una reducción máxima de la biomasa del 25.43%. Concentraciones superiores fueron menos efectivas debido a la aglomeración de las nanopartículas. Crucialmente, en el medio ARS, la alta complejidad de la matriz generó una interferencia metodológica severa, donde las lecturas de DO/NTU se vieron artificialmente incrementadas a altas dosis, impidiendo una cuantificación fiable. Se concluye que el ZnO es un agente antimicrobiano significativo, pero su aplicación en matrices complejas requiere el cambio a métodos de cuantificación directa (ej., UFC/mL).