Caracterización de un Consorcio Microbiano Metanogénico de una Mina de Carbón en la Cuenca de Bogotá / Characterization of a Methanogenic Microbial Consortium from a Coal Mine in Bogotá Basin

RESUMEN En el trabajo se estudió un consorcio microbiano metanogénico de una mina de carbón de la cuenca de Bogotá en Colombia. Se establecieron cultivos de enriquecimiento de carbón ex situ para el crecimiento y la producción de gas de novo. El gas biogénico producido por los cultivos se analizó mediante cromatografía de gases con detectores de ionización de llama y conductividad térmica. Los cultivos se utilizaron para aislar estirpes microbianas y para generar bibliotecas del gene 16S rARN empleando de cebadores de bacteria y de arquea. El análisis de cromatografía de gases mostró producción de metano a 37 oC, pero no a 60 oC, donde el CO2 fue el componente principal del gas biogénico. El análisis de la secuencia del gen 16S rARN de estirpes microbianos y de las bibliotecas de clones, estableció que el consorcio microbiano metanogénico estuvo formado por especies de bacterias de los géneros Bacillus y Gracilibacter más la arquea del género Methanothermobacter. El consorcio microbiano metanogénico identificado es potencialmente responsable de la generación de gas biogénico en la mina de carbón La Ciscuda. Los resultados sugirieron que los metanógenos de este consorcio producían metano por vía hidrogenotrófica o de reducción de CO2.

ABSTRACT The work studied the methanogenic microbial consortium in a coal mine from the Bogotá basin in Colombia. Ex situ coal-enrichment cultures were established for in vitro growth and de novo gas production. Biogenic gas produced by cultures was analyzed by gas chromatography using thermal conductivity and flame ionization detectors. Cultures were used to isolate microbial specimens and to generate 16S rRNA gene libraries employing bacterial and archaeal primer sets. The gas chromatographic analysis showed methane production at 37 oC, but not at 60 oC, where CO2 was the major component of the biogenic gas. 16S rRNA gene sequence analysis of microbial isolates and clone libraries established that the methanogenic microbial consortium was formed by bacteria species from Bacillus and Gracilibacter genera plus archaea from the Methanothermobacter genus. This meth-anogenic microbial consortium was potentially responsible for biogenic gas generation in La Ciscuda coal mine. The results suggested that these methanogens produced methane by hydrogenotrophic or CO2 reduction pathways.

Riesgo por exposición a agentes químicos y atmósferas explosivas en minas de carbón de Tópaga, Colombia / Risk due to exposure to chemical agents and explosive atmospheres in the coal mines of Tópaga, Colombia / Risco de exposição a agentes químicos e atmosferas explosivas em minas de carvão em Topaga, Colômbia

RESUMEN Se realizó un estudio observacional de corte transversal con enfoque descriptivo con el objetivo de determinar el riesgo por exposición a agentes químicos, atmósferas peligrosas y definir recomendaciones para mejorar las condiciones de trabajo en las minas de carbón de Tópaga (Boyacá). Para recopilar la información se utilizó el cuestionario para la identificación y prevención del riesgo en espacios confinados, del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, y se realizaron mediciones de gases en las minas. Los resultados muestran que el 25% de las minas tienen niveles de oxígeno inferiores a 19,5% y ninguna supera el límite de explosividad. El 15% supera el Valor Límite Permisible (VLP) de monóxido de carbono y el 20% supera el VLP de sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre. Entre las recomendaciones propuestas se encuentra favorecer la ventilación natural, aplicar ventilación forzada cuando la natural resulte insuficiente y el empleo de calzado y herramientas antichispa. Se concluye que, en general, las condiciones de trabajo en las minas son inadecuadas para la seguridad y salud de los mineros.

ABSTRACT An observational cross-sectional study with a descriptive approach was carried out with the objective of determining the risk due to exposure to chemical agents, dangerous atmospheres and defining recommendations to improve working conditions in the coal mines of Tópaga (Boyacá). During the data collection process was used the questionnaire for the identification and prevention of risk in confined spaces, of the National Institute of Safety and Hygiene at Work. Moreover gas measurements were made in the mines. The results show that 25% of the mines have oxygen levels below 19.5% and none exceed the explosive limit. 15% exceed the Permissible Limit Value (VLP) for carbon monoxide and 20% exceed the VLP for hydrogen sulfide and sulfur dioxide. The proposed recommendations include favoring natural ventilation, applying forced ventilation when the natural one is insufficient and the use of non-sparking shoes and tools. It is concluded that, in general, the working conditions in the mines are inadequate for the safety and health of the miners.

RESUMO Foi realizado um estudo observacional transversal com abordagem descritiva com o objetivo de determinar o risco devido à exposição a agentes químicos, atmosferas perigosas e definir recomendações para melhorar as condições de trabalho nas minas de carvão de Tópaga em Boyacá. Para colher as informações, foi utilizado o questionário de identificação e prevenção de riscos em espaços confinados, do Instituto Nacional de Segurança e Higiene no Trabalho, e realizaram medidas do nível dos gases nas minas visitadas. Os resultados mostram que 25% das minas apresentam níveis de oxigênio abaixo de 19,5% e nenhuma excede o limite explosivo. 15% excedem o valor limite permitido (VLP) para o monóxido de carbono e 20% excedem o VLP para o sulfeto de hidrogênio e dióxido de enxofre. Entre as recomendações propostas estão favorecer a ventilação natural, aplicar ventilação forçada quando a ventilação natural for insuficiente e o uso de calçados e ferramentas anti-faísca. Conclui-se que, em geral, as condições de trabalho nas minas são inadequadas para a segurança e a saúde dos mineiros.

Prevalence of pneumoconiosis and spirometric findings in underground mining workers in Cundinamarca, Colombia / Prevalencia de neumoconiosis y hallazgos espirométricos en trabajadores de minería subterránea en Cundinamarca, Colombia

Abstract Introduction: Coal worker's pneumoconiosis is caused by the inhalation of coal dust and its accumulation in the lungs after several years of exposure. Objective: To determine the prevalence of pneumoconiosis in underground mining workers exposed to coal dust in Cundinamarca, Colombia, and its association with their spirometry results and respiratory symptoms. Materials and methods: Cross-sectional study conducted on 215 workers who were administered a questionnaire on respiratory symptoms. For each worker a chest radiograph was taken according to the criteria of the International Labor Organization. Information on the workers' socio-demographic characteristics, smoking habits, and spirometry results was included. Results: The average age was 45.5 ± 9.4 years and the average length of employment was 21.7±10.0 years. Expectoration was the symptom most frequently reported (73.5%). Regarding spirometry results, a normal pattern was observed in 89.8% of the sample, while obstructive and restrictive patterns were found in 5.1% and 3.7% of the subjects, and 0.5% had a peripheral airways dysfunction pattern. The prevalence of pneumoconiosis was 42.33%. FEV1/FVC ratio (81.75 vs. 83.74, p=0.045) and FF25-75% (84.96 vs. 91.95, p<0.001) mean values were significantly lower in workers with pneumoconiosis. Conclusion: Pneumoconiosis was highly prevalent in the study population and its diagnosis was associated with spirometry results (FEV1/FVC and FEF25.75%); bearing in mind that currently there are not effective treatments for this disease, it is necessary to implement control and prevention strategies aimed at reducing occupational exposure to coal dust and, this way, prevent its occurrence.

Resumen Introducción. La neumoconiosis de los mineros de carbón resulta de la inhalación de polvo del carbón y se desarrolla después de varios años de exposición. Objetivo. Determinar la prevalencia de neumoconiosis y su relación con los resultados de espirometría y los síntomas respiratorios en trabajadores expuestos a polvo de carbón en Cundinamarca, Colombia. Materiales y métodos. Estudio de corte transversal realizado en 215 trabajadores a quienes se les aplicó un cuestionario sobre síntomas respiratorios y se les realizó radiografía de tórax según los criterios de la Organización Internacional del Trabajo. Se incluyó la información relativa a sus características sociodemográficas, hábitos de tabaquismo y resultados de espirometría. Resultados. El promedio de edad fue 45.5±9.4 años y el de experiencia laboral fue de 21.7±10.0 años. El síntoma más frecuente fue la expectoración (73.5%). En la espirometría, se observó patrón normal en el 89.8% de la población, obstructivo en el 5.1%, restrictivo en el 3.7% y de alteración de vías aéreas periféricas en el 0.5%. La prevalencia de neumoconiosis fue de 42.3%. Los valores promedio de FEV1/CVF (81.75 vs. 83.74, p=0.045) y FF25-75% (84.96 vs. 91.95, p<0.001) fueron menores significativamente en los mineros con neumoconiosis. Conclusión. La prevalencia de neumoconiosis fue muy alta en la población estudiada y su ocurrencia estuvo asociada a los resultados de la espirometría (FEV1/CFV y FEF25-75%); teniendo en cuenta que no hay tratamientos eficaces para esta enfermedad, es necesario implementar estrategias de control y prevención diseñadas para reducir la exposición laboral al polvo de carbón y, de esta forma, prevenir su aparición.

Evaluación de la exposición al polvo de carbón y de sílice en sitios de minería subterránea en tres departamentos de Colombia / Evaluation of the exposure to coal dust and prevalence of pneumoconiosis in underground mining in three Colombian departments

Introducción. La neumoconiosis de mineros del carbón es una enfermedad crónica e irreversible que se considera un problema de salud pública. Objetivo. Estimar la prevalencia de neumoconiosis y sus factores asociados en mineros de carbón de Boyacá, Cundinamarca y Norte de Santander. Materiales y métodos. Se hizo un estudio de corte transversal en 476 mineros. Se les hizo valoración médica, se tomaron radiografías de tórax siguiendo los criterios de la Organización Internacional del Trabajo, así como espirometrías, y se identificaron los polimorfismos de la glutatión S-transferasa y de las enzimas de reparación. Las asociaciones entre las condiciones ocupacionales y de la empresa con la neumoconiosis, se estudiaron usando modelos de regresión de Cox. Resultados. En 31 empresas se hicieron 479 monitorizaciones ambientales y se evaluaron 476 trabajadores cuyo tiempo de trabajo fluctuaba entre 10 y 57 años. La prevalencia de la neumoconiosis fue de 33,8 % (IC95% 27,0-41,3). En el modelo de regresión multivariado de Cox, con tiempo de riesgo constante para la neumoconiosis, esta se asoció significativamente con el trabajo en empresas medianas (razón de prevalencias, RP=2,00; IC95% 0,995- 2,690; p=0,052), con un nivel alto de exposición al polvo de carbón según el índice de exposición (RP=2,055; IC95% 1,043-4,048; p=0,038), y una antigüedad de 25 años o más (para 25,0 a 29,9 años: RP=2,199; IC95% 1,449-3,338; p=0,001). Conclusiones. La prevalencia de la neumoconiosis fue muy alta y se asoció a la exposición a altos niveles de polvo de carbón, a una exposición laboral mayor o igual a 25 años y al trabajo en empresas medianas.

Introduction: Coal workers' pneumoconiosis is a chronic and irreversible disease representing a public health problem. Objective: To estimate the prevalence of pneumoconiosis and its associated factors among underground coal miners in the Colombian departments of Boyacá, Cundinamarca and Norte de Santander. Materials and methods: We conducted a cross-sectional study of 476 miners to measure the prevalence of pneumoconiosis and its associated factors such as coal dust and silica levels, as well as the occupational conditions. The medical assessment and a chest x-ray were performed according to the International Labor Organization criteria, along with spirometry and the identification of glutathione S-transferase and repair enzyme polymorphisms. The associations were explored using Cox regression models. Results: We performed a total of 479 environmental monitoring sessions in 31 companies and we evaluated 476 workers with 10 to 57 years of mining work experience. The prevalence of pneumoconiosis was 33.8% (95% CI: 27.0 - 41.3%). In the Cox multivariate regression model with a constant risk time, pneumoconiosis was significantly associated with working in medium-sized companies (PR=2.00, 95% CI: 0.995 - 2.690; p=0.052), the level of severe exposure to coal dust (PR=2.055, 95% CI: 1.043 - 4.048; p=0.038), and working in underground mining for 25 years or more (for those with 25.0-29.9 years: PR=2.199, 95% CI: 1.449 - 3.338; p=0.001). Conclusions: The prevalence of pneumoconiosis was very high and was found to be associated with severe exposure to coal dust, work exposure for 25 years or more and working in medium-sized enterprises.

Evaluation of the exposure to coal dust and prevalence of pneumoconiosis in underground mining in three Colombian departments / Evaluación de la exposición al polvo de carbón y de sílice en sitios de minería subterránea en tres departamentos de Colombia

Introduction: Coal workers' pneumoconiosis is a chronic and irreversible disease representing a public health problem. Objective: To estimate the prevalence of pneumoconiosis and its associated factors among underground coal miners in the Colombian departments of Boyacá, Cundinamarca and Norte de Santander. Materials and methods: We conducted a cross-sectional study of 476 miners to measure the prevalence of pneumoconiosis and its associated factors such as coal dust and silica levels, as well as the occupational conditions. The medical assessment and a chest x-ray were performed according to the International Labor Organization criteria, along with spirometry and the identification of glutathione S-transferase and repair enzyme polymorphisms.The associations were explored using Cox regression models. Results: We performed a total of 479 environmental monitoring sessions in 31 companies and we evaluated 476 workers with 10 to 57 years of mining work experience. The prevalence of pneumoconiosis was 33.8% (95% CI: 27.0 - 41.3%). In the Cox multivariate regression model with a constant risk time, pneumoconiosis was significantly associated with working in medium-sized companies (PR=2.00, 95% CI: 0.995 - 2.690; p=0.052), the level of severe exposure to coal dust (PR=2.055, 95% CI: 1.043 - 4.048; p=0.038), and working in underground mining for 25 years or more (for those with 25.0-29.9 years: PR=2.199, 95% CI: 1.449 - 3.338; p=0.001). Conclusions: The prevalence of pneumoconiosis was very high and was found to be associated with severe exposure to coal dust, work exposure for 25 years or more and working in medium-sized enterprises

Introducción. La neumoconiosis de mineros del carbón es una enfermedad crónica e irreversible que se considera un problema de salud pública. Objetivo. Estimar la prevalencia de neumoconiosis y sus factores asociados en mineros de carbón de Boyacá, Cundinamarca y Norte de Santander. Materiales y métodos. Se hizo un estudio de corte transversal en 476 mineros. Se les hizo valoración médica, se tomaron radiografías de tórax siguiendo los criterios de la Organización Internacional del Trabajo, así como espirometrías, y se identificaron los polimorfismos de la glutatión S-transferasa y de las enzimas de reparación. Las asociaciones entre las condiciones ocupacionales y de la empresa con la neumoconiosis, se estudiaron usando modelos de regresión de Cox. Resultados. En 31 empresas se hicieron 479 monitorizaciones ambientales y se evaluaron 476 trabajadores cuyo tiempo de trabajo fluctuaba entre 10 y 57 años. La prevalencia de la neumoconiosis fue de 33,8 % (IC95% 27,0-41,3). En el modelo de regresión multivariado de Cox, con tiempo de riesgo constante para la neumoconiosis, esta se asoció significativamente con el trabajo en empresas medianas (razón de prevalencias, RP=2,00; IC95% 0,995- 2,690; p=0,052), con un nivel alto de exposición al polvo de carbón según el índice de exposición (RP=2,055; IC95% 1,043-4,048; p=0,038), y una antigüedad de 25 años o más (para 25,0 a 29,9 años: RP=2,199; IC95% 1,449-3,338; p=0,001). Conclusiones. La prevalencia de la neumoconiosis fue muy alta y se asoció a la exposición a altos niveles de polvo de carbón, a una exposición laboral mayor o igual a 25 años y al trabajo en empresas medianas.

Condiciones de trabajo y morbilidad entre mineros del carbón en Guachetá, Cundinamarca: la mirada de los legos / Work conditions and morbidity among coal miners in Guachetá, Colombia: The miners´ perspective

Introducción. En Colombia, la investigación sobre las condiciones de trabajo y salud en la minería carbonífera es escasa y no toma en consideración la percepción de la población expuesta y sus comportamientos frente a los riesgos inherentes. Objetivo. Determinar la asociación entre las condiciones de trabajo y la morbilidad percibidas por los trabajadores de minas de carbón en Guachetá, Cundinamarca. Materiales y métodos. Se hizo un estudio transversal con 154 trabajadores seleccionados aleatoriamente del total registrado en la alcaldía municipal. Se indagó sobre las características sociodemográficas, y las condiciones de trabajo y de salud en las minas. Se estimaron las prevalencias de los trastornos respiratorios, osteomusculares y auditivos, y se exploraron las asociaciones entre algunas condiciones de trabajo y los eventos adversos con prevalencia superior al 30 % de forma bivariada y múltiple mediante regresiones de Poisson con varianza sólida. Resultados. Los trabajadores eran, en su mayoría, hombres, con edades entre los 18 y los 77 años. Los problemas de salud más frecuentemente reportados fueron: dolor lumbar (46,1 %), dolor miembros superiores (40,3 %), dolor en miembros inferiores (34,4 %), trastornos respiratorios (17,5 %) y problemas auditivos (13,6 %). Se registraron diferencias importantes en la percepción, dependiendo de la antigüedad laboral y las condiciones de trabajo, subterráneo o de superficie. Conclusión. Los riesgos más reconocidos fueron los relacionados con los trastornos osteomusculares, por ser más cercanos en el tiempo con respecto al trabajo realizado ("descuento temporal"). Se proponen acciones basadas en la identificación de rasgos psicológicos, para mejorar la percepción del riesgo entre los mineros del carbón.

Introduction: Investigations in Colombia about work and health conditions in coal mining are scarce and few have focused on the perception of the exposed population and their behaviors in response to inherent risks. Objective: To determine the association between work conditions and the perception of morbidity among coal miners in Guachetá, Cundinamarca. Materials and methods: A cross-sectional study was performed with 154 workers selected randomly from the total registered with the municipality. Information about social and demographic characteristics and work and health conditions in the mines was gathered. The prevalence was estimated for respiratory, musculoskeletal and auditory disorders. The associations between certain work conditions, and events with a prevalence over 30% were explored using bivariate and multivariate analyses with Poisson regressions with robust variance. Results: Workers were mostly men. Ages ranged from 18 to 77 years. Most frequently reported health problems were: back pain (46.1 %), pain in an upper limb (40.3%), pain in a lower limb (34.4 %), and respiratory (17.5 %) and auditory problems (13.6 %). Significant differences in perception were found depending on time on the job and underground or ground work conditions. Conclusions: The most recognized risks were those associated with musculoskeletal disorders since they were closer in time to the work performed (time discount). Some actions to identify psychological traits are proposed in order to improve risk perception among coal miners.