universidad catÓlica de trujillo benedicto...

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

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





4.2. 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 17. Prueba estadística t de Student entre la cantidad de cloro residual libre y la calidad

microbiológica del Sector 1. ....................................................................................................................... 39





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.

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