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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TRUJILLO
“BENEDICTO XVI”
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO AMBIENTAL.
“ESTUDIO DE LA CANTIDAD DE CLORO RESIDUAL LIBRE
Y CALIDAD MICROBIOLÓGICA DEL AGUA POTABLE EN
TRES SECTORES DEL DISTRITO DE MOCHE”.
AUTORES:
Br. BRANDY VICTORIA LEON FERNANDEZ.
.
Br. MARIA ALEJANDRA TUESTA RODRIGUEZ.
ASESORA:
Mg. Ing. JANET EDITH GONZALES VALDIVIA.
TRUJILLO, PERÚ
2019
I
AUTORIDADES UNIVERSITARIAS
Mons. Dr. Héctor Miguel Cabrejos Vidarte
Arzobispo Metropolitano de Trujillo
Gran Canciller y Fundador de la Universidad Católica de Trujillo
R.P. Fray Dr. John Joseph Lydon Mc Hugh, Osa
Rector y Vice Gran Canciller
Dra. Sandra Mónica Olano Bracamonte
Vicerrectora Académica y Decana de la Facultad de Ciencias de la Salud
R.P. Hipólito Purizaca Sernaque
Sub - Gerente General
Ing. Marco Antonio Dávila Cabrejos
Gerente de Administración y Finanzas
Mg. José Andrés Cruzado Albarrán
Secretario General
Dr. Luis Alberto Acosta Sánchez
Decano de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura
II
JURADO DICTAMINADOR
Mg. Ing. Luis Alberto Alva Reyes. Mg. Ing. Janet Edith Gonzales Valdivia.
Secretario Vocal
Mg. Ing. Fernando Arístides Saldaña Milla.
Presidente
III
DEDICATORIA
A mis padres Consuelo Fernández Javier y Jorge
León Aguilar por brindarme esta gran
herramienta para luchar en la vida, porque gracias
a su esfuerzo y a sus motivadoras palabras en
momentos difíciles, lograron que persevere hasta
lograr mi meta.
Gracias por tanto amor y paciencia, por
enseñarme a ser humana antes que profesional,
por sus incondicionales brazos abiertos esperando
con afecto por mí, y por mostrarme que la
humildad es el camino que conduce a ser grandes.
Los amo infinitamente.
A mis queridos hermanos Kevin y Jana, por creer
en mí, por apoyarme y ser parte de mi vida, por
hacer que los momentos difíciles sean fáciles de
sobrellevar. A mí cuñada Luisita por ser como
una hermana, por su preocupación y animarme
siempre. Gracias a toda mi familia, por
acompañarme con sus oraciones. Este es el
comienzo de un nuevo capítulo.
BRANDY VICTORIA LEÓN FERNÁNDEZ.
II
IV
DEDICATORIA
A María Ana Rodriguez Lavado (+), mujer excelsa y madre cariñosa, cuyo
recuerdo y consejos perviven en mí y me inspiran, cada día, a ser mejor.
A Humberto Tuesta Saavedra, mi querido y buen padre, sin cuyo sacrificio
hubiera sido muy difícil terminar mi carrera.
A Zoila B. Saavedra Reátegui (+), Mariana Lavado Agreda, y Florinda Pérez
Flores (+), mis queridas abuelitas, con todo mi amor de nieta.
A los profesores de la escuela de Ingeniería Ambiental de la UCT “Benedicto
XVI” cuyos conocimientos serán para mí, siempre, legado, ejemplo y camino de luz.
A mi familia y a todos mis amigos, por su afecto y apoyo permanente.
MARÍA ALEJANDRA TUESTA RODRIGUEZ.
III
V
AGRADECIMIENTO
Hemos coronado nuestra formación académica en la Universidad Católica de
Trujillo “Benedicto XVI”, y, en la cima de la montaña, después de cinco años de
estudios intensos, miramos conmovidos el tiempo transcurrido, los avatares que
pasamos, los inevitables sobresaltos y las noches de insomnio que precedían a los
exámenes. Asoma al hacerlo una sonrisa en los labios y un sentimiento de gratitud en el
corazón. Fue linda la experiencia. Fue maravilloso subir, escalar, soñar. Fueron
extraordinarios estos años bajo la bendición de Dios y el afecto de nuestros profesores,
y de nuestra Universidad.
En la despedida de esta Casa de Estudios, queremos agradecer a Dios por las
experiencias y por los extraordinarios conocimientos que adquirimos estos años.
También por la sabiduría y el afecto que nos dispensaron nuestros profesores y nuestra
Universidad. Queremos honrar, asimismo, el sacrificio de nuestros padres y su fe en
nosotros.
En esta prestigiosa Universidad aprendimos que hay dos maneras de difundir la
luz: ser la lámpara que la emite (los maestros), o el espejo que la refleja (nosotros, los
alumnos). Asumimos que la Ingeniería Ambiental es uno de los instrumentos más
importantes para contribuir al desarrollo de nuestra patria y de las comunidades y
pueblos en que nos toque trabajar.
Al reiterar nuestro agradecimiento a las personas arriba anotadas, proclamamos
una vez hacia ellos nuestra gratitud. Siempre estarán en nuestro corazón los profesores y
nuestra querida Universidad Católica de Trujillo “Benedicto XVI” y especialmente la
Carrera Profesional de Ingeniería Ambiental. De manera especial, finalmente, queremos
agradecer al señor ex Decano, Mg. Ing. Fernando Arístedes Saldaña Milla, a la Dra.
Lola del Carmen Rojas Infantas, y a la Mg. Ing. Janet Edith Gonzales Valdivia.
La Mg. Ing. Janeth Edith Gonzales Valdivia merece una mención especial: fue
muy valiosa su asesoría en este trabajo de investigación. Fueron invalorables, asimismo,
sus oportunos consejos; y, finalmente, fue muy singular su dedicación al proceso que
nos permitió culminar esta investigación.
Dios la bendiga.
Moche, 29 de septiembre, distrito y provincia de Trujillo, en la
Región La Libertad, en el Año del Señor 2019.
BRANDY V. LEÓN FERNÁNDEZ Y MARÍA A. TUESTA RODRIGUEZ
IV
VI
VII
h
VIII
DECLARATORIA LEGITIMIDAD DE AUTORÍA
Nosotras, Brandy Victoria León Fernández con DNI 48329561 y María Alejandra
Tuesta Rodriguez con DNI 73051881 , bachilleres en la carrera profesional de
Ingeniería Ambiental, egresadas de la Universidad Católica de Trujillo “ Benedicto
XVI”, a fin de cumplir con los procedimientos académicos y administrativos
establecidos en el Reglamento de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería y
Arquitectura de la mencionada casa de estudios, dando fe de nuestro correcto
procedimiento para la elaboración y sustentación de la tesis titulada: “ESTUDIO DE LA
CANTIDAD DE CLORO RESIDUAL LIBRE Y CALIDAD MICROBIOLÓGICA
DEL AGUA POTABLE EN TRES SECTORES DEL DISTRITO DE MOCHE”.
Dejamos constancia de la autenticidad de nuestro trabajo de investigación y declaramos
bajo juramento en razón de la demanda ética, que el contenido del documento
elaborado, corresponde a nuestra creación propia respecto a redacción, organización,
metodología, y diagramación. Del mismo modo aseguramos que los fundamentos
teóricos están respaldados por el referencial bibliográfico, admitiendo un porcentaje
mínimo de omisión involuntaria referente al citado de autores, lo cual es de
responsabilidad nuestra.
Los Autores.
Brandy Victoria León Fernández María Alejandra Tuesta Rodriguez
DNI 48329561 DNI 73051881
V
IX
TABLA DE CONTENIDO
AUTORIDADES UNIVERSITARIAS ....................................................................................... I
DEDICATORIA ......................................................................................................................... III
DEDICATORIA ......................................................................................................................... III
AGRADECIMIENTO ............................................................................................................... IV
DECLARATORIA LEGITIMIDAD DE AUTORÍA ........................................................... VIII
TABLA DE CONTENIDO ...................................................................................................... VIX
INDICE DE TABLAS ............................................................................................................. IXIII
INDICE DE FIGURAS ............................................................................................................ XIV
INDICE DE ANEXOS ............................................................................................................. XIV
RESUMEN ................................................................................................................................... 1
ABSTRACT ................................................................................................................................. 2
CAPÍTULO I ............................................................................................................................... 3
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 3
1.1. Planteamiento del problema ....................................................................................... 3
1.2. Formulación del problema ......................................................................................... 4
1.2.1. Problema general ................................................................................................. 4
1.3. Formulación de objetivos ............................................................................................ 4
1.3.1. Objetivo general .................................................................................................. 4
1.3.2. Objetivos específicos ........................................................................................... 4
1.4. Justificación de la investigación ................................................................................. 4
CAPÍTULO II .............................................................................................................................. 6
MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 6
2.1. Antecedentes de la investigación ................................................................................ 6
2.2. Bases teóricos científicas ............................................................................................. 9
2.2.1. Calidad del agua potable .................................................................................... 9
2.2.1.1. Calidad microbiológica. .............................................................................. 9
2.2.1.1.1. Principales microorganismos transmitidos por el agua e indicadores
microbiológicos de contaminación. ............................................................................ 9
2.2.1.1.1.1. Bacteria. ........................................................................................... 10
2.2.1.1.1.2. Bacterias coliformes totales. ........................................................... 10
2.2.1.1.1.3. Escherichia coli y bacterias coliformes termotolerantes. ............. 10
2.2.1.1.2. Límites Máximos Permisibles de parámetros microbiológicos y
parasitológicos. .......................................................................................................... 11
2.2.2. Cloro residual en el agua. ................................................................................. 12
VI
X
2.2.2.1. Cómo reacciona el cloro en el agua. ......................................................... 12
2.2.2.2. Método colorimétrico – DPD (dietil-p-fenilen-diamina). ....................... 12
2.2.2.3. Influencia de la temperatura en la cloración. ......................................... 13
2.2.3. Crecimiento bacteriano en las redes de abastecimiento. ............................... 13
2.2.3.1. Película biológica en las redes de abastecimiento. .................................. 13
2.2.3.2. Desinfectantes y colonización bacteriana. ............................................... 15
2.2.3.3. Efectos del material de las tuberías. ........................................................ 16
2.2.4. Técnicas de determinación para coliformes totales y fecales. ....................... 17
2.2.4.1. Prueba presuntiva. .................................................................................... 18
2.2.4.2. Prueba confirmativa de microorganismos coliformes totales. .............. 18
2.2.4.3. Prueba confirmativa de microorganismos coliformes fecales. .............. 18
2.2.4.4. Número más probable. .............................................................................. 18
2.3. Marco conceptual ...................................................................................................... 20
2.3.1. Cloro residual libre. .......................................................................................... 20
2.3.2. Agua de consumo humano. ............................................................................... 20
2.3.3. Límite Máximo Permisible (LMP). .................................................................. 20
2.3.4. Parámetros microbiológicos. ............................................................................ 20
2.3.5. Calidad de agua. ................................................................................................ 20
2.3.6. Indicadores de contaminación fecal. ................................................................ 20
2.3.7. Número más probable (NMP). ......................................................................... 21
2.3.8. Coliformes totales. ............................................................................................. 21
2.3.9. Coliformes termotolerantes. ............................................................................. 21
2.4. Identificación de dimensiones .................................................................................. 21
2.5. Formulación de hipótesis .......................................................................................... 22
2.6. Variables .................................................................................................................... 22
2.6.1. Determinación operacional ............................................................................... 22
2.6.2. Operacionalización de variables ...................................................................... 23
CAPÍTULO III .......................................................................................................................... 24
METODOLOGÍA ..................................................................................................................... 24
3.1. Tipo de Investigación ................................................................................................ 24
3.1.1. De acuerdo al fin que se persigue: ................................................................... 24
3.1.2. De acuerdo al tipo de problema: ...................................................................... 24
3.1.3. De acuerdo a la correlación de datos: .............................................................. 24
3.1.4. De acuerdo al método: ...................................................................................... 24
3.2. Método de Investigación ........................................................................................... 24
3.3. Diseño de Investigación ............................................................................................. 24
VII
XI
3.4. Población y Muestra.................................................................................................. 25
3.4.1. Población: ........................................................................................................... 25
La población de estudio está conformada por las viviendas en los tres sectores del distrito
de Moche. ............................................................................................................................ 25
3.4.2. Muestra: ............................................................................................................. 25
3.5. Técnicas e instrumentos de recojo de datos ............................................................ 25
3.5.1. Ubicación de puntos de muestreo..................................................................... 25
3.5.2. Toma de muestra ............................................................................................... 26
3.5.3. Determinación de la calidad microbiológica del agua potable por la técnica
número más probable (NMP/100 ml). ............................................................................. 27
3.5.3.1. Prueba Presuntiva. .................................................................................... 27
3.5.3.2. Prueba confirmativa.................................................................................. 28
3.6. Técnica de procesamiento y análisis de datos ......................................................... 30
3.7. Aspectos éticos ........................................................................................................... 30
CAPÍTULO IV .......................................................................................................................... 31
RESULTADOS .......................................................................................................................... 31
4.1 Presentación y análisis de resultados ....................................................................... 31
4.1.1 Análisis de la cantidad de cloro residual libre y la calidad microbiológica en
coliformes totales y termotolerantes o fecales del agua potable en tres sectores del
distrito de Moche. .............................................................................................................. 31
4.1.1.1. Análisis de la cantidad de cloro residual libre. .............................................. 31
4.1.1.2 Análisis de la calidad microbiológica del agua en coliformes totales y
termotolerantes o fecales. ............................................................................................. 31
4.1.2. Comparación de la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica en coliformes totales y termotolerantes o fecales del agua potable en
cinco viviendas del distrito de Moche. ............................................................................. 33
4.1.2.1 Comparación de la cantidad de cloro residual libre. ..................................... 33
4.1.2.2 Comparación de la calidad microbiológica en coliformes totales y
termotolerantes o fecales. ............................................................................................. 34
4.1.3. Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica del agua potable en tres sectores del distrito de Moche. ...................... 36
4.1.3.1 Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica en coliformes totales del Sector 1. ...................................................... 36
4.1.3.2 Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica en coliformes totales del Sector 2. ...................................................... 37
4.1.3.3 Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica en coliformes totales del Sector 3. ...................................................... 38
4.2. Prueba de hipótesis.................................................................................................... 39
4.3. Discusión de Resultados ............................................................................................ 41
VIII
XII
CAPÍTULO V ............................................................................................................................ 46
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................... 46
5.1. Conclusiones .............................................................................................................. 46
5.2. Recomendaciones ...................................................................................................... 47
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 48
ANEXOS .................................................................................................................................... 51
IX
XIII
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Límites Máximos Permisibles de parámetros microbiológicos y parasitológicas - DS N° 031-
2010-Sa....................................................................................................................................................... 11
Tabla 2. Número Más Probable (NMP) de bacterias en alimentos, (tres tubos por cada muestra). ......... 19
Tabla 3. Identificación de dimensiones. ..................................................................................................... 21
Tabla 4. Determinación de variables. ........................................................................................................ 22
Tabla 5. Operacionalización de variables. ................................................................................................ 23
Tabla 6. Puntos de muestreo en el distrito de Moche. ............................................................................... 25
Tabla 7. Promedio de cloro residual libre en tres sectores del distrito de Moche. .................................... 31
Tabla 8. Porcentaje de la calidad microbiológica en coliformes totales en tres sectores del distrito de
Moche. ........................................................................................................................................................ 32
Tabla 9. Porcentaje de la calidad microbiológica en coliformes termotolerantes o fecales en tres sectores
del distrito de Moche. ................................................................................................................................. 32
Tabla 10. Cantidad y promedio de cloro residual libre en cinco viviendas del distrito de Moche. ........... 33
Tabla 11. Técnica NMP/100 ml de bacterias coliformes totales. ............................................................... 35
Tabla 12. Técnica NMP/100 ml de bacterias coliformes termotolerantes o fecales. ................................. 35
Tabla 13. Comparación entre cloro residual libre (CRL) y la calidad microbiológica en coliformes
totales (CT) del agua potable en cinco viviendas durante el mes de abril. ................................................ 36
Tabla 14. Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad microbiológica en coliformes
totales del Sector 1. .................................................................................................................................... 37
Tabla 15. Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad microbiológica en coliformes
totales del Sector 2. .................................................................................................................................... 37
Tabla 16. Correlación entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad microbiológica en coliformes
totales del Sector 3. .................................................................................................................................... 38
Tabla 17. Prueba estadística t de Student entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica del Sector 1. ....................................................................................................................... 39
Tabla 18. Prueba estadística t de Student entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica del Sector 2. ....................................................................................................................... 40
Tabla 19. Prueba estadística t de Student entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica del Sector 3. ....................................................................................................................... 40
X
XIV
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Desarrollo de las bacterias en las paredes de las tuberías y las partículas suspendidas,
término acuñado por Costerton y Keevil (1993 y 1995, citado en Knobelsdorf1 y Mujeriego, 1997). ...... 15
Figura 2: Puntos de muestreo en el distrito de Moche. ............................................................................ 26
Figura 3: Determinación de coliformes totales y termotolerantes o fecales según la técnica Número Más
Probables (NMP/100ml). ........................................................................................................................... 29
Figura 4: Porcentaje de distribución de muestras que se registraron dentro, sobre y por debajo de los
Límites Máximos Permisibles. .................................................................................................................... 34
INDICE DE ANEXOS
Anexo A: Matriz de consistencia. .............................................................................................................. 52
Anexo B : Parámetros analizados “in situ”, pH – temperatura - conductividad. ..................................... 53
Anexo C: Procedimiento para la toma de muestra microbiológica, a: Desinfección del caño con alcohol,
b: Acto de flameación, c: Dejar correr el agua y d: Toma de muestra. ..................................................... 54
Anexo D: Muestreo "in situ" de cloro residual libre con el Kit Chemastest 20, a: Agregado del reactivo y
b: Lectura del cloro residual libre. ............................................................................................................ 54
Anexo E: Esterilización de los instrumentos y medios a 121 °C durante 15 minutos. .............................. 54
Anexo F: Rotulación de los tubos. ............................................................................................................. 54
Anexo G: Resultados positivos y negativos de coliformes totales en Caldo Lauril Sulfato de Sodio
(prueba presuntiva por la técnica Número Más Probable). ....................................................................... 54
Anexo H: Siembra con asa bacteriológica de los tubos positivos en Caldo Lactosa Verde Brillante Bilis
(prueba confirmativa por la técnica Número Más Probable). ................................................................... 54
Anexo I: Periodo de incubación en baño María a 45°C. .......................................................................... 54
Anexo J: Resultados negativos de coliformes termotolerantes o fecales en Caldo Lactosa Verde Brillante
Bilis (prueba confirmativa por la técnica Número Más Probable). ........................................................... 54
Anexo K: Carta N°11 - 2018 - SEDALIB S.A. - 7000 - GOM .................................................................... 54
Anexo L: Informe N°0077 - 2018 - SEDALIB S.A. - 7100 - S.G.O.P ........................................................ 54
Anexo M: Carta N°365 - 2018 SEDALIB S.A. - LTAIP ............................................................................. 54
Anexo N: Plano de la red de distribución pozo Moche - Salaverry. Entregado por SEDALIB (Carta
N°365 – 2018 – SEDALIB S.A. – LTAIP). .................................................................................................. 54
1
RESUMEN
El presente trabajo de investigación se desarrolló con el objetivo de determinar
la correlación que existe entre cantidad de cloro residual libre y la calidad
microbiológica del agua potable en tres sectores del distrito de Moche. A fin de cumplir
con ese objetivo se realizó un análisis de cada una de las variables y se procedió a la
confrontación con los parámetros establecidos en este tema. El estudio abarcó tres
sectores de la población. En ellos se seleccionaron cinco (05) viviendas en las que se
analizó dos veces por semana el agua que consumían obteniéndose un total de 40
muestras durante el mes de abril. El análisis de la calidad microbiológica del agua
potable se trabajó con la técnica del Número Más Probable (NMP) con tubos múltiples
de muestras en orden decimal decreciente 10 ml, 1 ml y 0.1 ml. Para la cuantificación
de coliformes totales se hizo una prueba presuntiva; para los termotolerantes o fecales,
una prueba confirmativa; y para el análisis del cloro residual libre “in situ” se empleó el
Kit Chemastest 20.
Asimismo, para determinar la relación establecida entre el cloro residual y la
calidad microbiológica, se procesó los datos y evaluó mediante el coeficiente de
correlación de Pearson r, midiéndose la relación lineal entre las dos variables
cuantitativas.
Se determinó finalmente que el 67.5% de las muestras analizadas para cloro
residual libre se encuentran dentro de los LMP (Límites Máximos Permisibles). Se
estableció también que el 25% de las muestras presentan coliformes totales, de los
cuales no hay evidencia de coliformes termotolerantes o fecales. Con estas variables se
estableció que en los tres sectores se tiene una correlación débil para el sector 1, de -
0.226 correlación indirecta; para el sector 2, de 0.215; y el sector 3, de 0.327. Para estos
últimos sectores la correlación fue directa. Tras los resultados obtenidos se concluye
que no existe una correlación lineal estadística significativa entre ambas variables.
Palabras claves: Calidad microbiológica, cloro residual libre, coliformes totales y
coliformes termotolerantes o fecales.
2
ABSTRACT
This research work was developed with the objective of determining the correlation
between the amount of free residual chlorine and the microbiological quality of drinking
water in three sectors of the Moche district. In order to meet that objective, an analysis
of each of the variables was carried out and the confrontation was made with the
parameters established in this topic. The study covered three sectors of the population.
In them, five (05) homes were selected in which the water they consumed was analyzed
twice a week, obtaining a total of 40 samples during the month of April. The analysis of
the microbiological quality of drinking water was worked with the Most Probable
Number MPN technique with multiple sample tubes in decreasing decimal order 10 ml,
1 ml and 0.1 ml. For the quantification of total coliforms a presumptive test was made;
for thermotolerant or faecal, a confirmatory test; and for the analysis of free residual
chlorine “in situ” the Chemastest 20 Kit was used.
Also, to determine the relationship established between residual chlorine and
microbiological quality, the data was processed and evaluated using the Pearson r
correlation coefficient, measuring the linear relationship between the two quantitative
variables.
It was finally determined that 67.5% of the samples analyzed for free residual chlorine
are within the MPL (Maximum Permissible Limits). It was also established that 25% of
the samples present total coliforms, of which there is no evidence of thermotolerant or
fecal coliforms. With these variables it was established that in the three sectors there is a
weak correlation for sector 1, of -0.226 indirect correlation; sector 2, of 0.215 and sector
3, of 0.327. For these last sectors the correlation was direct. After the results obtained, it
is concluded that there is no significant statistical correlation between both variables.
Keywords: free residual chlorine, microbiological quality, total coliforms and
thermotolerant or fecal coliforms.