FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental Tesis Influencia de un sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el centro poblado de Nogales, distrito de Colcabamba, provincia Tayacaja, Huancavelica Helen Prisila Jorge Flores Angly Devica Marin Romero Para optar el Título Profesional de Ingeniero Ambiental Huancayo, 2025 Esta obra está bajo una Licencia "Creative Commons Atribución 4.0 Internacional" . INFORME DE CONFORMIDAD DE ORIGINALIDAD DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN A : Decano de la Facultad de Ingeniería DE : Karem Grimalda Ibarra Hinostroza Asesor de trabajo de investigación ASUNTO : Remito resultado de evaluación de originalidad de trabajo de investigación FECHA : 1 de Abril de 2025 Con sumo agrado me dirijo a vuestro despacho para informar que, en mi condición de asesor del trabajo de investigación: Título: INFLUENCIA DE UN SISTEMA DE CLORACIÓN POR GOTEO AUTOCOMPENSANTE, EN LOS PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO EN EL CENTRO POBLADO DE NOGALES, DISTRITO DE COLCABAMBA, PROVINCIA TAYACAJA, HUANCAVELICA Autor: Helen Prisila Jorge Flores – EAP. Ingeniería Ambiental Angly Devica Marin Romero – EAP. Ingeniería Ambiental Se procedió con la carga del documento a la plataforma “Turnitin” y se realizó la verificación completa de las coincidencias resaltadas por el software dando por resultado 18 % de similitud sin encontrarse hallazgos relacionados a plagio. Se utilizaron los siguientes filtros:  Filtro de exclusión de bibliografía SI X NO  Filtro de exclusión de grupos de palabras menores SI X NO N° de palabras excluidas (en caso de elegir “SI”):15  Exclusión de fuente por trabajo anterior del mismo estudiante SI NO X En consecuencia, se determina que el trabajo de investigación constituye un documento original al presentar similitud de otros autores (citas) por debajo del porcentaje establecido por la Universidad Continental. Recae toda responsabilidad del contenido del trabajo de investigación sobre el autor y asesor, en concordancia a los principios expresados en el Reglamento del Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos – RENATI y en la normativa de la Universidad Continental. Atentamente, Asesor de trabajo de investigación II AGRADECIMIENTOS En primer lugar, damos gracias a Dios, por darnos salud y protección, a lo largo de nuestras vidas; a nuestros padres, por el constante soporte en la formación académica que recibimos. A la Municipalidad Distrital Colcabamba por habernos facilitado la información del lugar de estudios para la presente investigación; al responsable del Área Técnica Municipal, por brindarnos las facilidades de trabajo; a los encargados del laboratorio por facilitarnos los resultados de las caracterizaciones de agua obtenidas antes y después de la implementación del sistema de cloración por goteo autocompensante. Asimismo, a las personas que nos permitieron ingresar a sus viviendas para monitorear los parámetros evaluados durante los 27 días, a la JASS del Centro Poblado de Nogales, por interesarse de los trabajos que se realizaron y por recibir las capacitaciones elaboradas durante la investigación. Agradecer a nuestra asesora de tesis, Ing. Karem Ibarra Hinostroza, por su constante apoyo y guía en la elaboración de nuestra tesis, para poder optar el título profesional. Gracias. III DEDICATORIA A nuestros padres por su ardua labor, de la misma forma familiares que nos apoyaron con nuestras metas y objetivos, quienes con su esfuerzo hicieron posible nuestra formación. IV ÍNDICE AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................II DEDICATORIA............................................................................................................. III ÍNDICE ......................................................................................................................... IV ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................... VII ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................. VIII RESUMEN .................................................................................................................... IX ABSTRACT ................................................................................................................... X INTRODUCCION .......................................................................................................... XI CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO .......................................................... 1 1.1. Planteamiento y formulación del problema ................................................................ 1 1.1.1. Problema general............................................................................................. 2 1.1.2. Problemas específicos ...................................................................................... 2 1.2. Objetivos de la investigación .................................................................................... 2 1.2.1. Objetivo general .............................................................................................. 2 1.2.2. Objetivos específicos ....................................................................................... 2 1.3. Justificación de la investigación ................................................................................ 3 1.3.1. Social ............................................................................................................. 3 1.3.2. Económica ...................................................................................................... 3 1.3.3. Ambiental ....................................................................................................... 3 1.4. Delimitación del proyecto......................................................................................... 3 1.4.1. Puntos de muestreo .......................................................................................... 4 1.5. Hipótesis y variables ................................................................................................ 5 1.5.1. Hipótesis general ............................................................................................. 5 1.5.2. Hipótesis específicas........................................................................................ 5 1.5.3. Variables ........................................................................................................ 6 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO .................................................................................. 8 2.1. Antecedentes de la investigación............................................................................... 8 2.1.1. Antecedentes internacionales............................................................................ 8 2.1.2. Antecedentes nacionales .................................................................................. 9 2.1.3. Antecedentes locales...................................................................................... 10 2.2. Bases teóricas ........................................................................................................ 11 2.2.1. Sistema de agua potable en las zonas rurales ................................................... 11 2.2.2. El cloro ......................................................................................................... 14 2.2.3. Cálculo del cloro ........................................................................................... 15 2.3. Definición de términos básicos ............................................................................... 17 V 2.4. Marco legal ........................................................................................................... 18 CAPÍTULO III: METODOLOGÍA .................................................................................. 20 3.1. Método y alcance de la investigación ...................................................................... 20 3.1.1. Método de la investigación............................................................................. 20 3.1.1.1. Método general........................................................................................ 20 3.1.1.2. Método específico.................................................................................... 20 3.1.2. Tipo de investigación..................................................................................... 21 3.1.3. Nivel de investigación ................................................................................... 21 3.2. Diseño de la investigación ...................................................................................... 21 3.3. Población y muestra ............................................................................................... 21 3.3.1. Población ...................................................................................................... 21 3.3.2. Muestra ........................................................................................................ 21 3.4. Materiales y métodos ............................................................................................. 22 3.4.1. Construcción e instalación del sistema de cloración goteo autocompensante ...... 22 3.4.1.1. Diseño y construcción de la caseta del sistema de cloración por goteo autocompensante ................................................................................................. 22 3.4.1.2. Materiales para la instalación del sistema .................................................. 23 3.4.1.3. Procedimiento de instalación del sistema de cloración ................................ 24 3.4.2. Cálculo de la dosis del cloro para el sistema .................................................... 28 3.4.2.1. Cálculo del caudal de agua a clorar ........................................................... 28 3.4.2.2. Cálculo para la dosis de cloración ............................................................. 30 3.4.3. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua..................................... 33 3.4.3.1. Determinación del estado actual de la calidad de agua de consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Tayacaja, Huancavelica ..... 33 3.4.3.2. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en el pH, turbidez, conductividad y cloro residual del agua para consumo humano................................................................................................. 34 3.4.3.3. Determinación de la influencia del sistema de cloración en los parámetros microbiológicos del agua...................................................................................... 36 CAPÍTULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................. 37 4.1. Determinación del estado actual de la calidad de agua de consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica ............. 37 4.2. Cálculo de la dosis de cloro para el sistema de cloración por goteo autocompensante . 38 4.3. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros fisicoquímicos del agua .......................................................................... 38 VI 4.3.1. Resultados del monitoreo del pH .................................................................... 38 4.3.2. Resultados del monitoreo de la turbidez .......................................................... 39 4.3.3. Resultados del monitoreo de la conductividad eléctrica .................................... 40 4.3.4. Resultados del monitoreo del cloro residual..................................................... 40 4.3.5. Prueba de hipótesis ........................................................................................ 41 4.3.5.1. Hipótesis de la investigación .................................................................... 41 4.3.5.2. Prueba de normalidad............................................................................... 41 4.3.5.3. Prueba estadística .................................................................................... 42 4.4. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros microbiológicos del agua ........................................................................ 43 4.5. Discusión de resultados .......................................................................................... 44 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 46 RECOMENDACIONES ................................................................................................. 47 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................. 48 ANEXOS ....................................................................................................................... 51 VII ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Puntos de muestreo de los parámetros. .................................................................. 4 Tabla 2. Cálculo del tiempo promedio. ............................................................................. 15 Tabla 3. Puntos de muestreo. ........................................................................................... 22 Tabla 4. Materiales para la instalación del sistema. ........................................................... 23 Tabla 5. Cálculo de tiempo promedio en tiempo de estiaje. ................................................ 29 Tabla 6. Cálculo del tiempo promedio en tiempo de lluvias constantes. .............................. 29 Tabla 7. Materiales y equipos de muestreo de los parámetros fisicoquímicos. ..................... 34 Tabla 8. Estadístico para la prueba de correlación de Spearman. ........................................ 35 Tabla 9. Resultados de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos antes de la implementación del sistema de cloración por goteo autocompensante................................. 38 Tabla 10. Prueba de normalidad. ...................................................................................... 42 Tabla 11. Prueba de hipótesis con Rho de Spearman. ........................................................ 43 Tabla 12. Resultados de los parámetros microbiológicos. .................................................. 43 VIII ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Puntos de muestreo. ............................................................................................ 5 Figura 2. Matriz de operacionalización de las variables. ...................................................... 7 Figura 3. Estructura de captación de agua. ........................................................................ 11 Figura 4. Líneas de conducción del agua. ......................................................................... 12 Figura 5. Planta de tratamiento de agua potable. ............................................................... 13 Figura 6. Tanque de almacenamiento. .............................................................................. 13 Figura 7. Red de distribución. .......................................................................................... 14 Figura 8. Conexiones domiciliarias. ................................................................................. 14 Figura 9. “Límites Máximos Permisibles de parámetros microbiológicos y parasitológicos”. 18 Figura 10. “Límites Máximos Permisibles de parámetros de calidad organoléptica”. ........... 19 Figura 11. Diseño de la caseta de cloración....................................................................... 22 Figura 12. Caseta de cloración del sistema de agua potable. ............................................... 23 Figura 13. Instalación de tubería de ingreso de agua, con la abrazadera. ............................. 24 Figura 14. Instalación terminada para el ingreso del agua al sistema. .................................. 25 Figura 15. Sistema instalado. ........................................................................................... 25 Figura 16. Instalación del filtro de anillo, unión universal, codo, tubo y adaptadores. .......... 26 Figura 17. Disposición del grifo de agua, a base de PVC. .................................................. 26 Figura 18. Reforzamiento con cinta teflón el bushing hexagonal PVC. ............................... 27 Figura 19. Unión del multiconector con el bushing hexagonal, incluido el gotero autocompensante. ........................................................................................................... 27 Figura 20. Gotero autocompensante instalado. .................................................................. 28 Figura 21. Variación del pH en los puntos de muestreo. .................................................... 39 Figura 22. Variación de la turbidez en los puntos de muestreo. .......................................... 39 Figura 23. Variación de la conductividad eléctrica en los puntos de muestreo. .................... 40 Figura 24. Variación del cloro residual en los puntos de muestreo. ..................................... 41 IX RESUMEN La presente investigación tuvo como objetivo determinar la influencia de un sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales. Para dichos parámetros, se evaluaron los monitoreos de pH, conductividad eléctrica, turbidez y cloro residual, brindando así el acceso a agua clorada y de calidad. Una vez realizada la disposición del sistema de cloración, se procedió a calcular la cantidad de cloro residual para la cloración diaria. Durante 27 días se monitorearon los parámetros fisicoquímicos (control de cloro residual, pH, conductividad eléctrica y turbidez). Dichos resultados logrados en la presente investigación aprobaron establecer la dosis correcta de cloro para el sistema de cloración por goteo autocompensante, disminuyendo así la cantidad de bacterias, coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli del agua. Los resultados obtenidos en relación al cloro residual fueron de 1,28 mg/L en el reservorio del Centro Poblado de Nogales, en la Primera Vivienda 1 mg/L, Vivienda Intermedia 0,83 mg/L y la última Vivienda 0,53 mg/L, dichos resultados cumplen con lo establecido en el Decreto Supremo N° 031-2010 Reglamento de la calidad del agua para consumo humano, evidenciando que el sistema de cloración por goteo autocompensante es eficaz. Palabras clave: cloro residual, autocompensante. X ABSTRACT The objective of this research was to determine the influence of a self-compensating drip chlorination system on the physicochemical and microbiological parameters of water for human consumption in the Nogales Population Center. For these parameters, pH, electrical conductivity, turbidity and residual chlorine monitoring were evaluated, thus providing access to quality chlorinated water. Once the chlorination system was set up, the amount of residual chlorine for daily chlorination was calculated. 27 parameter monitoring were carried out (residual chlorine control, pH, electrical conductivity and turbidity). These results achieved in the present investigation allowed us to establish the correct dose of chlorine in the self-compensating drip chlorination system, thus reducing the bacteria’s load, total coliforms, thermotolerant coliforms and E. coli in the water. The average results of residual chlorine in the reservoir of the Nogales Population Center were 1.28 mg/L, First Housing 1 mg/L, Intermediate Housing 0.83 mg/L and the last Housing 0.53 mg/L, values that are within the Supreme Decree N° 031-2010 (Water Quality Regulations), thus demonstrating that the self-compensating drip chlorination system is effective. Keywords: residual chlorine, self-compensating. XI INTRODUCCION El agua es necesaria para la estabilidad de la tierra. Sin este recurso, la vida y la biodiversidad desaparecerían. La mayoría de las actividades diarias que realiza el ser humano requieren grandes proporciones de agua, el 97 % del agua de la tierra es agua salada y solo el 2,5 % se considera agua dulce (1). En el Perú, en la vertiente del pacífico reside el 66 % de la población y solo el 2,2 % de esta tiene acceso al agua (2). Además, la oficina Nacional de Estadística informa que solo el 75,6 % de la población rural dispone de agua, del cual el 68,4 % cuenta con agua no apta para el consumo humano y solo el 7,2 % tiene acceso al agua potable. Lo detallado anteriormente se visualiza en el departamento de Huancavelica, pues el 99,86 % de sus centros poblados son zonas rurales con menos de 2001 habitantes, por ende, el servicio de saneamiento es administrado por organizaciones comunales, municipalidades distritales o provinciales a través de su Área Técnica Municipal (ATM) o Unidad de Gestión Municipal (3). Un claro ejemplo es el Centro Poblado de Nogales que tiene un reservorio de agua, el cual no contaba con ningún tratamiento o sistema alguno de cloración, por lo que dicha población estaba consumiendo agua no potable, y es así que mediante el presente trabajo de investigación se implementó el sistema de cloración mediante goteo autocompensante, a fin de que la población del CP de Nogales tenga acceso al agua potable, mejorando así la salud de los pobladores. La presente investigación tiene como finalidad determinar la influencia de un sistema de cloración por goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia de Tayacaja, Huancavelica. Por ello, el presente proyecto de investigación está constituido por cuatro capítulos. En el primer capítulo, se detalla el planteamiento y formulación del problema, así también los objetivos, justificación e importancia, asimismo las hipótesis y las variables. En el Capítulo 2 se presenta el marco teórico, seguido de los antecedentes y la base teórica. En el Capítulo 3 se presenta el método de investigación utilizada en el estudio. Finalmente, el Capítulo 4 presenta los resultados obtenidos de la investigación, asimismo las discusiones. 1 1. CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. Planteamiento y formulación del problema El agua es fundamental para la estabilidad de la tierra. Sin él, la vida y la biodiversidad tal y como la conocemos desaparecerían. Para realizar la mayoría de las actividades diarias se requiere una gran cantidad de agua (1). Nuestro planeta tiene 1386 millones de kilómetros cúbicos de agua, una cantidad que no ha disminuido ni aumentado en los últimos 2 mil millones de años. De ello, se deduce que el 97 % es agua salada y solo el 2,5 % se considera agua dulce (1). El Perú posee 3 vertientes en su territorio, con una reserva de casi 2 billones de metros cúbicos de agua cada año, aunque, por su geografía, en la vertiente del pacífico reside el 66 % de la población, pero solo el 2,2 % posee el acceso al agua (2). Además, la oficina Nacional de Estadística informa que solo el 75,6 % de la población rural tiene acceso al agua, de las cuales el 68,4 % dispone de agua no apta para consumo humano y solo el 7,2 % dispone de agua potable, situación que conlleva a que dicha población sea propensa a contraer enfermedades diarreicas agudas, ya que, en el 2017 el Ministerio de Salud reportó 532 018 casos de enfermedades diarreicas agudas en el Perú (4). Respecto al departamento de Huancavelica, el 99,86 % de los Centros Poblados son zonas rurales con una población menor de 2001 habitantes, por ello el servicio de saneamiento se realiza generalmente por organizaciones comunales, municipalidades distritales o provinciales a través de su Área Técnica Municipal o Unidad de Gestión Municipal (3). Dentro de este departamento está el distrito de Colcabamba, segunda capital hidro energética más grande del Perú, ubicado en la provincia de Tayacaja; dicho distrito está conformado por 48 Centros poblados, uno de ellos es el Centro Poblado de Nogales, el cual posee un reservorio de agua sin tratamiento o sistema alguno de cloración, por lo que la población estaba consumiendo agua no potable, con posible presencia de coliformes totales, situación que estaba perjudicando la salud de la población. Por ello, se implementó el sistema de cloración por goteo autocompensante en el reservorio del Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia de Tayacaja, Huancavelica con la finalidad de determinar la influencia de este sistema en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano de dicha población. 2 1.1.1. Problema general • ¿Cómo influye el sistema de cloración por goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? 1.1.2. Problemas específicos • ¿Cuál es el estado actual del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? • ¿Cuál es la dosis correcta de cloro en el sistema por goteo autocompensante del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? • ¿Cómo influye un sistema de cloración por goteo autocompensante, en el pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? • ¿Cómo influye un sistema de cloración por goteo autocompensante en la cantidad de bacterias coliformes totales, termotolerantes y E. coli del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? 1.2. Objetivos de la investigación 1.2.1. Objetivo general • Determinar la influencia de un sistema de cloración por goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. 1.2.2. Objetivos específicos • Diagnosticar el estado actual de la calidad del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. • Determinar la dosis correcta de cloro en el sistema por goteo autocompensante del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. 3 • Determinar la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante, en el pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. • Determinar la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante, en la cantidad de bacterias coliformes totales, termotolerantes y E. coli del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. 1.3. Justificación de la investigación 1.3.1. Social El sistema de cloración promueve el involucramiento de la población organizada en procesos participativos, fortaleciendo la organización comunal y la dota de capacidades para tomar la autogestión eficiente de sistemas de saneamiento y de su desarrollo integral, promoviendo el progreso de capacidades locales para hacer incidencia en la toma de decisiones (5). 1.3.2. Económica La inversión del “sistema de cloración por goteo autocompensante” en el Centro Poblado de Nogales tuvo impactos profundos en la actividad económica y en la calidad de vida de los habitantes de este lugar, pues el tener acceso a agua potable reducirá la migración de la zona rural hacia la zona urbana y por ende fortalecerá la economía local. Más aún, este sistema de cloración es de costo menor, de fácil manejo y manipulación para la comunidad (5). 1.3.3. Ambiental La presente investigación contribuyó al uso apropiado y racional del recurso hídrico y al cuidado del medio ambiente, además se brindó la dosis exacta y el correcto manejo del cloro para evitar riesgos de contaminación ambiental fuera del sistema de captación y tratamiento de agua potable. Orientando a una mejor gestión de la protección de los recursos hídricos de la contaminación, por el uso inadecuado de desinfectantes y otros elementos nocivos, promoviendo una gestión integrada y participativa para el cuidado y protección del medio ambiente, buscando conservar el equilibrio del ecosistema (5). 1.4. Delimitación del proyecto 4 El distrito de Colcabamba está rodeado por diez distritos diferentes: en el Norte, la provincia de Tayacaja incluye los distritos de Tintay Punco, Surcubamba y Quisuar. El lado Este incluye los distritos de Ayahuanco en la provincia de Huanta y Chinchihuasi en la provincia de Churcampa. En el extremo Sur, se incluyen los distritos de Anco en la provincia de Churcampa y Acoria en la provincia de Huancavelica. El Oeste cuenta con la participación del distrito de Pampas y Daniel Hernández de la provincia de Tayacaja. La zona de estudio situado en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia de Tayacaja, Región Huancavelica, con Unidades UTM 18L 534332 N 8629260 E. La población total del Centro Poblado de Nogales es de 258 habitantes, con un código de sistema de agua potable de S090705007001 tiene captación de manantial, existen aproximadamente 120 viviendas con abastecimiento de agua. El reservorio del Centro Poblado se encuentra ubicado a 20 metros con coordenadas UTM 18L 534331 N 8629258 E del mismo, con una capacidad de 11000 litros. Dicho reservorio abastece a la población durante los 7 días de la semana por 12 horas. 1.4.1. Puntos de muestreo Para el monitoreo y toma de datos, se consideraron 4 puntos estratégicos, garantizando que todas las viviendas usuarias accedan al servicio de agua clorada, como se puntualiza en la tabla 1. Tabla 1. Puntos de muestreo de los parámetros. N° Puntos de toma de muestra Coordenadas UTM Nombre y Apellido Este Norte 1 Reservorio 0534331 8629258 - 2 Primera Vivienda (I) 0534413 8629250 Juliana Berrocal Escobar 3 Vivienda Intermedia (II) 0534472 8629386 Municipalidad del Centro Poblado de Nogales 4 Ultima Vivienda (III) 0534655 8629677 Nolberto Trucios Velázquez 5 Figura 1. Puntos de muestreo. 1.5. Hipótesis y variables 1.5.1. Hipótesis general Hipótesis nula (H0): El sistema de cloración por goteo autocompensante influye positivamente en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Hipótesis alterna (Ha): El sistema de cloración por goteo autocompensante no influye positivamente en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. 1.5.2. Hipótesis específicas Hipótesis (H1): El agua de consumo humano inicial del Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica no cumple con algunos parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua utilizado por la población. 6 Hipótesis (H2): Se determinó la dosis correcta de cloro en el sistema de cloración por goteo autocompensante del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Hipótesis nula (H03): El sistema de cloración por goteo autocompensante influye significativamente en el pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Hipótesis alterna (Ha3): El sistema de cloración por goteo autocompensante no influye significativamente en el pH, turbidez, conductividad y cloro residual del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Hipótesis nula (H04): El sistema de cloración por goteo autocompensante, influye significativamente en la cantidad de bacterias coliformes totales, termotolerantes y E. coli del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Hipótesis alterna (Ha4): El sistema de cloración por goteo autocompensante, no influye significativamente en la cantidad de bacterias coliformes totales, termotolerantes y E. coli en el agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. 1.5.3. Variables • Variable independiente: “sistema de cloración por goteo autocompensante”. • Variable dependiente: parámetros fisicoquímicos y microbiológicos. 7 Figura 2. Matriz de operacionalización de las variables. 8 2. CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes de la investigación 2.1.1. Antecedentes internacionales En la presente investigación “Sistemas de abastecimiento de aguas en Núcleos Rurales, variables que influyen en la cloración” se determinó la influencia de los parámetros fisicoquímicos en la acumulación del cloro residual libre y su relación en la contaminación microbiológica, muestreando 35 zonas de abastecimiento de agua, obteniendo como resultado, de 35 muestras el 47 % cumplen con el cloro residual libre, de los cuales el 3,8 % tiene pH menor a 6,5 y el 95,9 % cumplen con el parámetro de turbidez (8). Este estudio aportó para la redacción del marco teórico porque el autor afirma que existe una correlación positiva entre el cloro residual libre, el pH, la turbidez y la eliminación de contaminantes microbiológicos. En el trabajo de investigación “Estudio de alternativas para el tratamiento de agua en sistemas rurales de la República Democrática del Congo” el autor comparó los parámetros de turbiedad, bacterias E. coli, cloro libre residual con los rangos establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS), evidenciando que el cloro residual es deficiente y la existencia de bacterias en el agua, por lo que evaluó sistemas tratamiento de agua obteniendo como resultado que la cloración por goteo usando hipoclorito de sodio es el adecuado para la comunidad Gandajika (9). Esta investigación aportó en la metodología para realizar los cálculos de dosificación de cloro y el peso del desinfectante en cada recarga además de la instalación del sistema. En la investigación “Seguimiento de la concentración de cloro residual en tanque de almacenamiento, red de distribución y tanques residenciales en el Municipio de Fortul, Departamento de Arauca” el autor midió el pH, cloro residual y temperatura en la desembocadura de la PTAP, en 11 puntos del sistema de distribución y en 8 tanques domiciliarios, concluyendo que existe disimilitud en la concentración del cloro libre residual en base al tiempo, temperatura, pH, alcalinidad y conductividad conductividad (10). Este estudio aportó para la redacción del marco teórico ya que el autor afirma que el cloro residual cambia en relación a la temperatura, pH, alcalinidad y conductividad. 9 2.1.2. Antecedentes nacionales En la tesis “Efecto del sistema de cloración por goteo autocompensante para mejorar la calidad del agua de consumo humano” se midió cloro residual en la primera vivienda más cercana al reservorio, la vivienda intermedia del caserío Nueva Esperanza, Piura, y la última vivienda de la red de distribución por 8 días, obteniendo como resultado la concentración de cloro residual, 0,90-1,00 mg/L, 0,75-0,80 mg/L y 0,50-0,60 mg/L respectivamente, concluyendo que la concentración de cloro residual cumple con el D.S N° 031-2010-SA (11). Esta investigación aportó con la metodología para realizar el monitoreo del cloro residual libre. En el trabajo de investigación “Diseño, construcción y evaluación de un sistema de cloración por goteo en la desinfección de agua para consumo de la Comunidad de Capillapata, Los Morochucos, Cangallo, Ayacucho, 2016” el autor calculó la altura de carga de agua, caudal de goteo, concentración de la solución desinfectante, cloro residual (mg/L), temperatura, pH y coliformes termotolerantes del sistema a implementar, obteniendo como resultado altura de carga de agua 73 cm, del caudal de goteo 2,7778 x 10-4 L/s, , concentración de la solución desinfectante de hipoclorito de calcio de 3124,529 mg/L, cloro residual >= 0,51 mg/L, temperatura 11,06°C, pH 7,12, y 0 UFC/100 mL de coliformes termotolerantes, es decir el sistema a implementar mejora la calidad del agua (12). Esta investigación aportó para determinar la concentración de la solución desinfectante, el caudal de goteo, la altura de carga de agua además del pH y la temperatura óptima para el sistema de cloración. En la investigación “Influencia de la implementación del sistema de cloración por goteo convencional en la mejora de la calidad de agua potable en el Anexo de Chincana, San Ramón - Chanchamayo 2021” el autor realizó un monitoreo de los parámetros de calidad de agua (parámetros físico, químicos y biológicos) en la salida del reservorio, primera vivienda, vivienda intermedia y última vivienda de la red de distribución, y con esos datos y los datos obtenidos de los análisis y monitoreos de la Red de Salud Chanchamayo y la Empresa Yacu, comparó los resultados de ambos sistemas de desinfección (hipoclorador por difusión - antiguo y cloración por goteo convencional - nuevo), concluyendo que el cloro residual libre es constante y optimo con el funcionamiento del hipoclorador por difusión, así también se redujeron los coliformes totales y termotolerantes, en cuanto a la turbiedad, pH y conductividad no variaron en ambos sistemas, sin embargo cumplen 10 con el Límites Máximos Permisibles (LMP) (13). Esta investigación aportó en la redacción de la metodología ya que se analizaron los mismos parámetros. 2.1.3. Antecedentes locales En el trabajo de investigación “Cloro y cloro residual libre en los sistemas de cloración por goteo autocompensante en Jatumpata y Yananaco - Angaraes - 2019” se determinó la dosis de cloro y cloro residual libre realizando tres monitoreos de control cada 15 días en cada sistema, obteniendo los siguientes resultados: en Jatumpata 1,08 mg/L de Cl2, 1,05 mg/L de Cl2 y 1.07 mg/L de Cl2, en Yananaco fueron: 1,08, 1,00 y 0,08 mg/L de Cl2 respectivamente, cumpliendo con la normativa (6). Esta investigación aportó con la metodología ya que en la tesis se implementó un sistema de cloración por goteo autocompensante y se analizó el cloro residual libre en el agua para consumo humano. En el trabajo de investigación “Eficiencia del método por goteo con flotador adaptado y el método por goteo autocompensante en la instalación de sistemas de cloración en el Centro Poblado de Chacapampa, distrito de Paucará, Huancavelica - 2019”, el autor instaló dos sistemas de cloración y midió el cloro residual en cada recarga, en el inicio, medio y final de la red de distribución por 14 días, obteniendo un rango de 0,50 mg/L a 1,00 mg/L de cloro residual, lo cual cumple con el D.S N° 031-2010-SA (14). Esta investigación aportó para realizar el cálculo de la concentración de la solución madre de cloro, así como en la recolección y medición del cloro residual puesto que la investigación se tomó muestras en la vivienda cercana al reservorio vivienda del medio de la red y en la última vivienda como se muestra en esta investigación. En el trabajo de investigación “Relación entre la dosis de cloro y cloro residual libre en el sistema de agua potable en la ciudad de Huancavelica - 2021” se determinó la relación entre la dosis de cloro y cloro residual libre, para determinar la dosis de cloro se basó en el manual de operaciones de planta de tratamiento de agua potable EMAPA Huancavelica, asimismo para determinar el cloro residual libre monitoreo en 62 puntos durante los meses de enero, febrero y marzo, además, también evaluó la altitud, PH y turbiedad, obtuvo como resultado del cloro 0,958 llegando a la conclusión que no existe una relación significativa entre la dosis de cloro y cloro residual libre (15). Esta investigación aportó con la metodología ya que en la tesis se implementó un sistema de cloración por goteo autocompensante y se analizó el cloro residual libre en el agua para consumo humano. 11 En la investigación “Relación de los métodos por goteo y la eficacia del cloro residual en la instalación de sistemas de cloración en zonas rurales” el autor instaló en el reservorio dos tipos de sistemas de cloración por goteo, luego midió el cloro residual en inicio, en el medio y en el final de la red por 10 días. Obteniendo los siguientes resultados con el flotador adaptado en el inicio de la red un intervalo de (0,71 mg/L; 1,03 mg/L), en la mitad (0,67 mg/L; 1,01 mg/L) y al final (0,57 mg/L; 0,91 mg/L) mientras que con el sistema de cloración por goteo obtuvo al inicio (0,64 mg/L; 0,92 mg/L), en la mitad de la red (0,58 mg/L; 0,92 mg/L) y al final de (0,57 mg/L; 0,91 mg/L) llegando a la conclusión que los métodos por goteo son más eficientes en las zonas rurales (16). Esta investigación aportó en la metodología ya que se monitoreo el cloro residual. 2.2. Bases teóricas 2.2.1. Sistema de agua potable en las zonas rurales El suministro de agua adecuado para el consumo de las personas es escaso en los sectores rurales, ya que al no contar con una “Empresa Prestadora de Servicios”, el abastecimiento es limitado y se da a través de sistemas convencionales (13). Componentes del sistema de agua convencional: • Captación de agua: Estructura que capta agua de una fuente de abasto ya sea subterránea o superficial (13). Figura 3. Estructura de captación de agua. Fuente: Conza y Paucar (17). 12 • Línea de conducción de agua: Son tuberías y distribuciones existentes que lleva agua a partir de la captación hacia el reservorio. Se emplea para conducir el agua a una unidad de tratamiento de agua, se emplean canales o tuberías según el caudal y topografía de la zona (13). Figura 4. Líneas de conducción del agua. Fuente: Conza y Paucar (17). • PTAD (Planta de tratamiento de agua potable): Es el medio donde se trata el agua con la finalidad que sea adecuado para el consumo de las personas, cumpliendo con los LMP “Límites Máximos Permisibles” que establece la normativa, para proceder a ser distribuido (13). 13 Figura 5. Planta de tratamiento de agua potable. Fuente: PROAGUA Ingenieros (18). • Almacenamiento: Se realiza mediante tanques, donde se almacena el agua para satisfacer las necesidades de los usuarios; el tanque almacena agua por las noches y en horarios de menor consumo (13). Figura 6. Tanque de almacenamiento. Fuente: Conza y Paucar (17). • Red de distribución: Consta de una red de tuberías, válvulas, cámaras rompe presión, entre otros, que tiene como objetivo distribuir el agua potable a cada usuario (13). 14 Figura 7. Red de distribución. Fuente: Conza y Paucar (17). • Conexiones domiciliarias: Son las conexiones que se ubican en las veredas de las viviendas, compuesto por toma, control y caja de defensa, que a través de ello se proporciona el servicio de agua a cada usuario (13). Figura 8. Conexiones domiciliarias. Fuente: Conza y Paucar (17). 2.2.2. El cloro El cloro es un componente químico reactivo, pertenece a los halógenos, una de sus características es formar sustancias estables (9). El cloro tiene propiedades desinfectantes que se basa en dos acciones, la primera a través de reacciones de sustitución los combinados del cloro intercambian átomos 15 con otros combinados lo que hace que se deterioren las membranas generando deficiencias en los procesos celulares. Por otro lado, el cloro tiene la capacidad de oxidar la materia orgánica, es decir a mayor poder oxidante la desinfección es más eficiente (9). • Parámetros que influyen en el proceso de cloración: - pH: el valor del pH es importante para el correcto saneamiento de agua, es decir para que las propiedades desinfectantes de cloro sean eficientes es necesario que el pH se sitúe en el intervalo de 6,5 a 9,5 (9). - Temperatura: cuando la temperatura es mayor el pH debe ser menor, ya que a mayor temperatura el cloro es más inestables, por ello se recomienda que la temperatura debe oscilar entre 20 y 25°C puesto que la desinfección es más eficiente a altas temperaturas y de esta forma se eliminan los microorganismos del agua (9). - Turbidez: para que la desinfección sea eficiente el agua debe pasar por un tratamiento previo además de ello la normativa específica que el LMP de la turbidez es 5 NTU (9). 2.2.3. Cálculo del cloro • Cálculo del caudal de agua a clorar: - Establecer el caudal (en L/s) de ingreso al reservorio (cercano al caudal máximo diario que requiere la población, de no ser así, será ajustado) (19). - Calcular el caudal de ingreso al reservorio utilizado con balde graduado de 5, 18 o 20 L (el que se adapte mejor) (19). - Ejecutar mediciones mínimo 3 veces y deducir el tiempo promedio en segundos (19). Tabla 2. Cálculo del tiempo promedio. Cálculo del tiempo promedio Datos Tiempo de llenado de balde (segundos) D1 t1 D2 t2 D3 t3 D4 t4 D5 t5 Tiempo promedio (t) Fuente: Proyecto Agua Consultores (19). 16 • El caudal será: 𝑄 = 𝑉 𝑡 Donde (19): *Q = caudal (L/s). *V = volumen del balde (L). *t = tiempo de los cálculos realizados (s). • Volumen del agua para un día: V = 86400*Q Donde (19): *V = volumen de agua (en litros por 01 día). *Q = caudal (L/s). *86400 = N° de segundos en un día. • Cálculo de la cantidad de cloro, para varios días de cloración (19): P = 𝑄∗𝑇∗𝐶2 10∗%𝐶𝑙 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g). *Q = caudal de ingreso al reservorio (L/s). *T = turno de goteo (s; recarga). *C2 = concentración trabaja: 1,5 mg/L (promedio). *%Cl = 65 a 70 o el que se utilice. • Cantidad mínima de agua para la disolución (19): 𝑉𝑚𝑖𝑛= %𝑐𝑙∗10∗𝑝 𝐶𝑚𝑎𝑥 Donde: *Vmin = volumen de agua para solución (mínimo). *%Cl = 65 a 70 o el que se maneje. *P = peso de hipoclorito de calcio (g). *Cmax = concentración máxima = 5 g/L = 5000 ppm. 17 2.3. Definición de términos básicos • Agua para consumo humano: es el agua en óptimas condiciones para ser suministrado, es decir sus parámetros físicos, químicos y microbiológicos se encuentran dentro de los valores que establece la normativa por ende está libre de patógenos y/o sustancias peligrosas y es usado tanto para uso doméstico como para la higiene personal (13). • Bacterias coliformes totales: es un parámetro que indica la cantidad de microorganismos patógenos presentes en el agua, el cual proviene del excremento además es considerado como un excelente indicador microbiano de la calidad de agua para el suministro de las personas (20). • Bacterias coliformes termotolerantes: es un parámetro que indica la presencia de microorganismos patógenos que toleran temperaturas altas, son excelentes indicadores microbiano de la calidad de agua de consumo humano (21). • Calidad de agua: son las condiciones físicas, químicas y biológicas del agua, en estado natural o posteriormente de haber sido alterado por el hombre (13). • Cloro: es un desinfectante de bajo costo que se emplea para eliminar microorganismos patógenos perjudiciales para la salud humana (13). • Cloro residual libre: es el cloro representado como ácido hipocloroso e hipoclorito, que tiene que estar presente en el agua para protegerlo de una eventual contaminación microbiología después del proceso de cloración (7). • Conductividad eléctrica: parámetro el cual indica la capacidad del agua para transportar corriente eléctrica (13). • E. coli: bacteria que se encuentra en los intestinos de las personas como en los animales, medioambiente e incluso en los alimentos y el agua no tratada, asimismo son microorganismos que más se asemejan como indicador fecal ya que son fácil de identificar y más abundantes en las heces, por lo que se recomienda como indicador de elección en las aguas para consumo humano (8). • Monitoreo: es el control de parámetros físicos, químicos, microbiológicos y otros que señala el “reglamento de la calidad de agua para consumo humano” (7). • Parámetro microbiológicos: son indicadores de microorganismos que indican la presencia de contaminación y microorganismos patógenos perjudiciales para la salud en el agua de consumo humano (7). • pH: es el parámetro que indican el nivel de acidez o alcalinidad del agua, los cuales se miden en la escala de cero a catorce, valores menores a siete ácidos, mayores a siete alcalinos y siete indica que es neutro (9). • “Sistemas de cloración por goteo autocompensante”: sistema que se emplea para desinfectar el agua a través de la dosis de una manera clorada, en modo de gotas en la 18 cámara de cloración de manera directa en el tanque de agua, con la finalidad de eliminar organismos patógenos del agua y certificar la presencia de cloro residual libre según la normativa actual (6). • Turbidez: parámetro que mide la cantidad de partículas en suspensión presentes en el agua, sedimentos, materia orgánica y algunos contaminantes que permiten que el agua se enturbie (9). 2.4. Marco legal 1. Ley N° 26842, Ley General de Salud. 2. Decreto Supremo N° 031-2010-SA, Reglamento de la calidad del agua para consumo humano. Este estatuto menciona las habilidades corrientes para la diligencia de la calidad de agua de consumo humano, con el objetivo de certificar la inacción del agua, prevenir riesgos de salud y fomentar el bienestar social. Así también, menciona los “Límites Máximos Permisibles (LMP)” para los parámetros microbiológicos, parasitológicos y de calidad organoléptica que debe cumplir cualquiera que interviene en la gestión de suministro de agua potable de consumo humano ya sea una persona natural o jurídica (7). Para nuestra investigación, se analizaron las medidas de pH, conductividad y turbiedad, bacterias coliformes totales, E. coli y bacterias coliformes termotolerantes. Figura 9. “Límites Máximos Permisibles de parámetros microbiológicos y parasitológicos”. Fuente: D.S. N° 031-2010-SA (7). 19 Figura 10. “Límites Máximos Permisibles de parámetros de calidad organoléptica”. Fuente: D.S. N° 031-2010-SA (7). 3. Guía de Candidaturas Tecnológicas para Sistemas de Suministro de Agua para Consumo Humano y Saneamiento en el Ámbito Rural, Resolución Ministerial N° 173- 2016-VIVIENDA. 20 3. CAPÍTULO III METODOLOGÍA 3.1. Método y alcance de la investigación 3.1.1. Método de la investigación 3.1.1.1. Método general El método general de la investigación es científico, ya que se utilizó una serie de procedimientos incluida la formulación del problema, establecimiento de la hipótesis, la organización de la prueba de hipótesis y un análisis detallado de los hallazgos para respaldar o contradecir la hipótesis planteada (22). 3.1.1.2. Método específico Para verificar que se cumpla con las pautas para la calidad de agua, se basó en el “Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano decretado en el D.S. N° 031-2021-SA”, donde menciona tomar los parámetros de inspección obligatorio de calidad (coliformes totales, coliformes termotolerantes, color sabor, turbiedad, pH, cloro residual). Por otra parte, para hacer el seguimiento continuo de la variación de los parámetros, se monitoreo durante 27 días, con los equipos necesarios (potenciómetro, turbidímetro, conductímetro y colorímetro), para ello se consideró lo siguiente: • Reconocimiento de la zona estudio: en este caso, la investigación se realizó en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Huancavelica, donde se implementó el sistema de cloración, para ello se identificó el número de viviendas y habitantes al que el reservorio abastece de agua, así como también la actual situación del método de tratamiento de agua con el que cuentan. • Se buscó información o se realizó la caracterización de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano, antes de implementar el sistema de cloración. • Se implementó el “sistema de cloración por goteo autocompensante”. • Se calculó el caudal del agua del tanque. • Se calculó la concentración de cloro óptima para el volumen del tanque. 21 • Después implementar el “sistema de cloración por goteo autocompensante”, se monitorearon los parámetros pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual, en la primera casa más próxima al reservorio, seguidamente la casa intermedia del punto de reparto y la última casa. 3.1.2. Tipo de investigación El tipo de investigación es aplicada porque se enfoca en aplicar conocimientos ya establecidos para solucionar un problema existente (23). Con la presente investigación, se buscó solucionar la escasez de agua potable en el Centro Poblado de Nogales, aplicando conocimientos como los métodos de cloración, en este caso se aplicó el goteo autocompensante, además de las fórmulas establecidas para calcular la dosificación correcta del cloro. 3.1.3. Nivel de investigación El nivel de investigación es correlacional y se evaluó la influencia del método de cloración mediante goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua de consumo humano (23). 3.2. Diseño de la investigación El diseño de la investigación es no experimental, las variables a ser utilizadas se mantienen de manera constante y no se manipularon durante el proceso de investigación (23). Por otra parte, se va a ver la eficacia del sistema de cloración por goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua del Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Tayacaja, Huancavelica. 3.3. Población y muestra 3.3.1. Población Durante el tiempo de la investigación, se trabajó con dos caudales siendo el caudal en época de estiaje de 0,88 L/s y el caudal en época de lluvia de 2,00 L/s. 3.3.2. Muestra Las muestras fueron aleatorias y para determinar el tamaño de la mismo tomamos en referencia en el D.S. N° 031-2010-SA, Reglamento de la calidad del agua para consumo humano, tomando 04 puntos de muestreo como se detalla en la siguiente tabla. 22 Tabla 3. Puntos de muestreo. N° Puntos de toma de muestra Coordenadas UTM Nombre y Apellido Este Norte 1 Reservorio 0534331 8629258 - 2 Primera Vivienda (I) 0534413 8629250 Juliana Berrocal Escobar 3 Vivienda Intermedia (II) 0534472 8629386 Municipalidad del Centro Poblado de Nogales 4 Ultima Vivienda (III) 0534655 8629677 Nolberto Trucios Velázquez 3.4. Materiales y métodos 3.4.1. Construcción e instalación del sistema de cloración goteo autocompensante 3.4.1.1. Diseño y construcción de la caseta del sistema de cloración por goteo autocompensante Para construcción de la caseta, primero se tomaron las medidas en campo, lo cual permitió diseñar una caseta adecuada, lo cual facilita el acceso a la instalación y manipulación del sistema. Para el diseño se usó el programa de AutoCAD; en base a ello, se construyó la caseta de protección de calamina de casi 2 m x 2 m, con una altura de 1,84 m, que fue instalado en la parte superior del reservorio, evitando así el manejo de la población. Se cubrió el techo con calamina, se cerró con puerta de metal y se resguardo con candado, cabe mencionar que la puerta cuenta con las medidas necesarias para poder retirar el sistema, en caso este sea necesario, para mayor detalle ver figura 11 y 12. Figura 11. Diseño de la caseta de cloración. 23 Figura 12. Caseta de cloración del sistema de agua potable. 3.4.1.2. Materiales para la instalación del sistema Los materiales que se manejan, para la instalación del sistema de cloración por goteo autocompensante se exponen a continuación en la tabla 4. Tabla 4. Materiales para la instalación del sistema. Ítem Cantidad Unid. de medida Descripción Precio 1 1 Und. Tanque de 600 litros S/ 650,00 2 1 Und. Multiconector S/ 30,50 3 1 Und. Filtro de anillo S/ 130,00 4 1 Und. Microtubo de 10 mm S/ 25,00 5 1 Galón Pegamento azul S/ 98,00 6 2 Und. Válvulas corporation 1/2 S/ 40,00 7 4 Und. Niples de 1/2 S/ 8,00 8 3 Und. Tubos Pavco de 1/2 S/ 45,00 9 2 Und. Válvulas de 1/2 S/ 16,00 10 4 Und. Cinta teflón S/ 4,00 11 4 Und. Adaptadores de 1/2 S/ 10,00 12 9 Und. Codos de media 1/2 S/ 22,50 13 2 Und. Unión mixta de 1/2 S/ 6,00 14 2 Und. Reducción de 3/4 a 1/2 S/ 12,00 15 2 Und. Unión universal de 1/2 S/ 12,00 16 4 Und. Hojas de sierra S/ 28,00 17 2 Und. Tee de 1/2 S/ 6,00 18 15 Und. Abrazadera de 2 a 1/2 S/ 15,00 24 19 1 Und. Candado S/ 6,00 20 2 Und. Caño PVC S/ 40,00 21 1 Und. Tubo ventilador de tanque S/ 50,00 22 2 Pares Guantes virutex Tm S/ 26,00 TOTAL S/ 1 280,00 3.4.1.3. Procedimiento de instalación del sistema de cloración Paso 1: para instalar el agua al sistema de cloración, se buscó el tubo de entrada del reservorio a 15 cm, para ello se unió con la abrazadera de 2 a ½ y tubo de ½, una vez unido, se usó un codo de ½ lijada por dentro, para mayor resistencia y unión con el pegamento (ver figura 13). Figura 13. Instalación de tubería de ingreso de agua, con la abrazadera. Paso 2: unión de la tubería de agua de ingreso, con el tubo de ingreso del sistema de cloración (ver figura 14). 25 Figura 14. Instalación terminada para el ingreso del agua al sistema. Paso 3: método de cloración por goteo autocompensante, implica colocar un tanque de 600 litros, en la parte superior del reservorio, donde se encuentra la caseta. Debido al caudal de ingreso de 0,88 L/s, no se necesita una base ya que no cuenta con mucha presión, se utilizó también el filtro de anillo, para la unión de los tubos con el sistema: se usó tubo de ½, adaptadores de ½, unión mixta de ½, reducción de ¾ a ½, tubo tipo T de ½ unión universal de ½, también se incorporó un caño PVC, para poder recibir el agua en un balde y así se nos facilite la disolución del cloro, para mayor claridad ver las figuras 15, 16 y 17. Figura 15. Sistema instalado. 26 Figura 16. Instalación del filtro de anillo, unión universal, codo, tubo y adaptadores. Figura 17. Disposición del grifo de agua, a base de PVC. Paso 4: una vez instalada el acceso de agua, con el grifo en el sistema, se procedió a unir el multiconector, con el bushing hexagonal de PVC incorporado con el microtubo de 10 mm incluido el gotero autocompensante. Paso 5: reforzamiento del bushing hexagonal con cinta teflón para mayor operatividad (ver figura 18). 27 Figura 18. Reforzamiento con cinta teflón el bushing hexagonal PVC. Paso 6: unión del multiconector con el bushing hexagonal, incluido el gotero auto compensante, para mayor claridad ver la figura 19. Figura 19. Unión del multiconector con el bushing hexagonal, incluido el gotero autocompensante. 28 Paso 7: contacto del goteo autocompensante con el reservorio de Nogales, para mayor claridad ver la figura 20. Figura 20. Gotero autocompensante instalado. 3.4.2. Cálculo de la dosis del cloro para el sistema 3.4.2.1. Cálculo del caudal de agua a clorar En el CP de Nogales se determinó el caudal de ingreso en dos temporadas como son: tiempos de estiaje y lluvia. Para la medición del caudal de ingreso se utilizó un balde de 20 litros graduado, además de un cronómetro que permitió controlar el tiempo de llenado del balde, el cual se calculó en el mes de marzo, época donde es temporada de lluvias. Para obtener datos exactos, se tomó la prueba por la mañana, en los tiempos de estiaje y lluvias, realizando así 5 repeticiones, en temporadas diferentes como se muestra en las tablas 5 y 6. Tiempo de estiaje: 29 Tabla 5. Cálculo de tiempo promedio en tiempo de estiaje. Cálculo del tiempo promedio Tiempo de llenado de balde (segundos) T (segundos) t1 22,8 t2 22,7 t3 22,9 t4 22,8 t5 22,9 Tiempo promedio (t) 22,8 • El caudal en tiempo de estiaje fue: 𝑄 = 𝑉 𝑡 Donde: *Q = caudal (L/s). *V = volumen del balde (L). *t = tiempo promedio de las mediciones realizadas (s). 𝑄 = 20 22,8 Q = 0,88 L/s Tiempo de lluvias constantes: Tabla 6. Cálculo del tiempo promedio en tiempo de lluvias constantes. Cálculo del tiempo promedio Tiempo de llenado de balde (segundos) T (segundos) t1 10,5 t2 9,8 t3 9,9 t4 8,7 t5 11 Tiempo promedio (t) 9,98 • El caudal en tiempo de lluvia constante fue: 𝑄 = 𝑉 𝑡 30 Donde: *Q = caudal (L/s). *V = volumen del balde (L). *t = tiempo promedio de las mediciones realizadas (s). 𝑄 = 20 22,8 Q = 2,00 L/s 3.4.2.2. Cálculo para la dosis de cloración Para el cálculo de cloración y la disolución madre fue necesario tener los datos del tiempo y caudal de ingreso de las dos temporadas, mostrados en las tablas 5 y 6. a) Cálculo de la dosis de cloración en tiempo de estiaje: • Paso 1: cálculo del volumen de agua para un día: 𝑉 = 86400 ∗ 𝑄 Donde: *V = volumen de agua en litros para un día. *Q = caudal en L/s. *86400 = N° de segundos en un día. 𝑉 = 86400 ∗ 0,88 𝐿/𝑠 𝑉 = 76032 𝐿 • Paso 2: cálculo de la cantidad de cloro: 𝑝 = 𝑉 ∗ 𝐶2 10 ∗ %𝐶𝑙 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g) para un día. *V = volumen (L) de agua para un día (ver paso 1). *C2 = concentración aplicada: 1,5 mg/L (promedio). *%Cl = 70 %. 𝑝 = 76032 𝐿 ∗ 1,5𝑚𝑔/𝐿 10 ∗ 70% 31 𝑝 = 7893,36 𝑚𝑔 • Paso 3: cálculo para varios días de cloración: 𝑝 = 𝑄 ∗ 𝑇 ∗ 𝐶2 10 ∗ %𝐶𝑙 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g). *C2 = concentración aplicada: 1,5 mg/L (promedio). *%Cl = 70 %. *Q = caudal de ingreso al reservorio (L/s). *T = tiempo de goteo en segundos (recarga). 𝑝 = 0,88𝐿/𝑠 ∗ 2592000𝑠 ∗ 1,5𝑚𝑔/𝐿 10 ∗ 70% 𝑝 = 460,21 𝑚𝑔 • Paso 4: cantidad mínima de agua para la disolución: 𝑉𝑚𝑖𝑛 = %𝐶𝑙 ∗ 10 ∗ 𝑝 𝐶𝑚𝑎𝑥 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g). *Vmin = volumen (L) de agua para un día (ver paso 1). *%Cl = 70 %. *C2 = concentración aplicada: 1,5 mg/L (promedio). *Cmax = concentración máxima: 5 g/L = 5000 ppm. 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 0,7 ∗ 10 ∗ 460.210 5000 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 6,44 b) Cálculo de la dosis de cloración en tiempo de lluvias constantes: • Paso 1: cálculo del volumen de agua para un día: 𝑉 = 86400 ∗ 𝑄 Donde: *V = volumen de agua en litros para un día. 32 *Q = caudal en L/s. *86400 = N° de segundos en un día. 𝑉 = 86400 ∗ 2,00 𝐿/𝑠 𝑉 = 172800𝐿 • Paso 2: cálculo de la cantidad de cloro: 𝑝 = 𝑉 ∗ 𝐶2 10 ∗ %𝐶𝑙 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g) para un día. *V = volumen (L) de agua para un día (ver paso 1). *C2 = concentración aplicada: 1,5 mg/L (promedio). *%Cl = 70 %. 𝑝 = 172800 𝐿 ∗ 1,5𝑚𝑔/𝐿 10 ∗ 70% 𝑝 = 18144 𝑔 • Paso 3: cálculo para varios días de cloración: 𝑝 = 𝑄 ∗ 𝑇 ∗ 𝐶2 10 ∗ %𝐶𝑙 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g) para un día. *V = volumen (L) de agua para un día (ver paso 1). *C2 = concentración aplicada: 1,5 mg/L (promedio). *%Cl = 70 %. *Q = caudal de ingreso al reservorio (L/s). *T = tiempo de goteo (s). 𝑝 = 2𝐿/𝑠 ∗ 2592000𝑠 ∗ 1,5𝑚𝑔/𝐿 10 ∗ 70% 𝑝 = 28771 𝑔 • Paso 4: cantidad mínima de agua para disolver: 𝑉𝑚𝑖𝑛 = %𝐶𝑙 ∗ 10 ∗ 𝑝 𝐶𝑚𝑎𝑥 33 Donde: *P = peso de hipoclorito de calcio (g). *Vmin = volumen (L) de agua para un día (ver paso 1). *%Cl = 70 %. *C2 = concentración aplicada: 1,5 mg/L (promedio). *Cmax = concentración máxima: 5 g/L = 5000 ppm. 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 0,7 ∗ 10 ∗ 28771 5000 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 40,27 3.4.3. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua Para establecer la influencia del “sistema de cloración por goteo autocompensante” en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua de consumo humano del Centro Poblado de Nogales, se monitoreo los parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica, turbidez y cloro residual) y los parámetros microbiológicos (coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli). 3.4.3.1. Determinación del estado actual de la calidad de agua de consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Tayacaja, Huancavelica Se analizó el estado actual de la zona de estudio, basado a la solicitud presentada por el presidente de la “Junta Administradora de Servicios de Saneamiento (JASS)”, para ello se constató en campo que el Centro Poblado de Nogales no cuenta con sistema de tratamiento de agua (cloración), ni monitoreo alguno. Es por ello, antes de instalar el sistema de cloración se realizó una caracterización del agua teniendo como punto de muestreo la salida del reservorio, donde se analizaron los parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica y turbidez) y los parámetros microbiológicos (coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli). Las tomas de muestra, así como el análisis de dichos parámetros se realizó por Ambiental Laboratorios S.A.C. (ver Anexo 5). 34 3.4.3.2. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en el pH, turbidez, conductividad y cloro residual del agua para consumo humano Se realizó el monitoreo de los parámetros fisicoquímicos del agua como: pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual, en cuatro puntos de muestreo (salida del reservorio, así como primera, intermedia y ultima vivienda) de la red de suministro de agua), durante 27 días consecutivos del 2 al 28 de octubre del 2023 (ver tabla 1), así también los parámetros monitoreados se corroboraron con la IPRESS del Distrito de Colcabamba. Los datos del monitoreo de los 27 días fueron registrados en las fichas de campo de monitoreo (ver Anexo 7 y 8). a. Materiales y equipos de muestreo: los materiales y equipos que se manejó en la adquisición de muestras se especifican a continuación. Tabla 7. Materiales y equipos de muestreo de los parámetros fisicoquímicos. Materiales Equipos Indumentaria de protección Formato de reporte de control de parámetros (pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual) pH-metro digital Guantes quirúrgicos Turbidímetro digital Colorímetro Conductímetro Reactivos DPD en sachet GPS Lapicero Cámara fotográfica Tablero b. Procedimiento de la toma de muestras: - pH: para medir el pH se utilizó el pH-metro digital debidamente calibrado, se procedió a encender el equipo para seguidamente lavar el electrodo con agua destilada, luego se metió el electrodo en la muestra a examinar y se registró los datos obtenidos en la ficha de campo (ver Anexo 7). - Turbidez: se midió por la técnica nefelométrico, para ello se utilizó el turbidímetro digital (ver Anexo 7). 35 - Conductividad eléctrica: se empleó el conductímetro marca HANNA para medir la conductividad (ver Anexo 7). - Cloro residual: para medir el cloro residual primero se dejó fluir el agua del grifo por un lapso de 2 a 3 minutos para dejar correr el agua detenida, luego se lavó el recipiente por tres veces procediendo a tomar la muestra en los dos recipientes de 10 mL del equipo. Después se prendió el colorímetro marca HANNA, seguidamente se calibro con el blanco en 0,00 mg/L de Cl2 (cloro libre residual), posteriormente se añadió el reactivo DPD al segundo frasco de acuerdo con el volumen de la muestra y se procedió a agitar por 20 s hasta que el reactivo se disuelva, la muestra torno una coloración rosa; luego se colocó el recipiente en el compartimiento del equipo, se presionó el botón leer y se dejó examinar para proceder al registró de los datos obtenidos en la ficha de campo (ver Anexos 7 y 8). c. Análisis estadístico: Con los datos obtenidos del monitoreo realizado por 27 días consecutivos, para el pH, turbidez y conductividad eléctrica no se utilizó estadística, sin embargo, se muestran los resultados a través de gráficos de líneas elaborados en Microsoft Excel. Por otro lado, para determinar la influencia del cloro residual en los parámetros pH, turbidez y conductividad eléctrica, se realizó la prueba de normalidad usando la prueba “Shapiro-Wilk” ya que se obtuvo menos de 35 datos; seguidamente, para la prueba estadística se empleó la prueba de correlación de Spearman, para ello se usó el programa SPSS. Tabla 8. Estadístico para la prueba de correlación de Spearman. Tipo Grado Coeficiente Negativa Perfecta r = -1 Fuerte -1 < r <= -0,8 Moderada -0,8 < r <= -0,5 Débil -0,5 <= r < 0 Positiva Perfecta r = -1 Fuerte -1 < r <= -0,8 Moderada -0,8 < r <= -0,5 Débil -0,5 <= r < 0 36 3.4.3.3. Determinación de la influencia del sistema de cloración en los parámetros microbiológicos del agua Se tomaron muestras en la salida del reservorio el 24 agosto de 2023 y la segunda el 26 de noviembre de 2023, para determinar la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros microbiológicos (coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli). Las tomas de muestra, así como el análisis de dichos parámetros, se realizó por Ambiental Laboratorios S.A.C. Los resultados se muestran en los informes del laboratorio (ver Anexo 6). Con los datos logrados de ambos monitoreos no se utilizó estadística, sin embargo, se realizó un cuadro comparativo para mostrar los resultados del antes y después de la implementación del sistema de cloración con el propósito de compararlos con los Límites Máximos Permisibles (LMP) que establece el Reglamento de la calidad del agua para consumo humano. 37 4. CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. Determinación del estado actual de la calidad de agua de consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica En la tabla 9, se muestran los resultados de los parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica y turbidez) y microbiológicos (coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli) en el agua examinado tanto antes como después de implementar el sistema de cloración por goteo autocompensante. Las muestras se tomaron a la salida del reservorio. Por lo tanto, estos datos se compararon con los “Límites Máximos Permisibles (LMP) del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”. Como se muestra en la siguiente tabla, antes de la implementación del sistema de cloración, los parámetros coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli no cumplían con los “LMP del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano”, sin embargo, después de la implementación de dicho sistema, la cantidad de coliformes totales disminuyó en un 92,2 % mientras que la cantidad de coliformes termotolerantes redujeron en un 89 % y E. coli disminuyó un 85%, en cuanto a los demás parámetros, se observa que si cumplen los LMP antes, como también después de la ejecución del sistema de cloración. Cabe mencionar que según el del “Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”, el LMP para el parámetro conductividad eléctrica es 1500 µmho/cm, sin embargo en los resultados obtenidos de la caracterización realizada antes de la implementación del sistema, la conductividad eléctrica se midió en µs/cm existiendo así una diferencia en las unidades de medida por lo que se realizó la conversión de µs/cm a µmho/cm obteniendo así que 1400 µS/cm es equivalente a 1,4 µmho/cm, dicho valor es comparado con la normativa indicada, lo cual cumple con la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA. 38 Tabla 9. Resultados de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos antes de la implementación del sistema de cloración por goteo autocompensante. ENSAYOS UNIDADES ANTES D.S. N° 031-2010-SA Reglamento de la calidad de agua para consumo humano Conductividad eléctrica µS/cm 1400 1500 pH Unid. pH 7.41 6,5 - 8,5 Turbidez NTU 0.50 5 Numeración de coliformes totales NMP/100 mL 23 0 (*) Numeración de coliformes fecales (coliformes termotolerantes) NMP/100 mL 16 0 (*) Numeración de E. coli NMP/100 mL 12 0 (*) (*) En caso de analizar por la técnica del NMP por tubos múltiples =< 1,8/100 mL Fuente: elaboración propia adaptada del Informe de Ensayo de Ambiental Laboratorios S.A.C. 4.2. Cálculo de la dosis de cloro para el sistema de cloración por goteo autocompensante Se calculó la dosis correcta de cloro para dos temporadas, para el tiempo de estiaje la dosis fue de 460 gramos de cloro en 6 litros aproximadamente, para 76032 litros de agua, así también para la temporada de lluvias la dosis de cloro fue de 2800 gramos de cloro, disuelta en 49 litros, para 172800 L de agua. 4.3. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros fisicoquímicos del agua 4.3.1. Resultados del monitoreo del pH En la figura 21 se contempla que el pH máximo obtenido fue de 7,28 en la primera vivienda de la cadena de suministro de agua en el cuarto día de monitoreo, mientras que el pH mínimo fue de 7 en el reservorio durante el sexto día de monitoreo, sin embargo, todos los valores de pH obtenidos durante los 27 días de monitoreo se hallan dentro de los “Límites Máximos Permisibles (LMP) del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”. 39 Figura 21. Variación del pH en los puntos de muestreo. 4.3.2. Resultados del monitoreo de la turbidez En la figura 19 se muestran los valores de turbidez durante los 27 días de observación siendo en el reservorio el valor máximo 0,95 NTU y mínimo 0,17 NTU, mientras que en la primera vivienda el valor máximo fue 0,89 NTU y el mínimo 0,14 NTU, en la vivienda intermedia el valor máximo fue 0,86 NTU y mínimo 0,12 NTU y en la última vivienda el valor máximo fue 0,83 NTU y mínimo 0,1 NTU, sin embargo, todos los datos se encuentran en el rango del LMP-AGUA (D.S. N° 031- 2010-SA). Figura 22. Variación de la turbidez en los puntos de muestreo. 3 4 5 6 7 8 9 1 7 14 21 27 V a lo re s d e p H Dias pH LMP mín Reservorio Primera vivienda Vivienda intermedia Última vivienda LMP máx 0 1 2 3 4 5 6 1 7 14 21 27 V a lo re s d e T u rb id e z (N T U ) Dias TURBIDEZ LMP Reservorio Primera vivienda Vivienda intermedia Última vivienda 40 4.3.3. Resultados del monitoreo de la conductividad eléctrica En la figura 20 se observa que el valor máximo de conductividad eléctrica fue 423 µmho/cm en el último día de monitoreo en el reservorio, mientras que el valor mínimo obtenido fue 406 µmho/cm en la vivienda intermedia en el día 25 de monitoreo, igualmente todos los datos obtenidos están dentro del rango del LMP- AGUA (D.S. N° 031-2010-SA). Figura 23. Variación de la conductividad eléctrica en los puntos de muestreo. 4.3.4. Resultados del monitoreo del cloro residual En la figura 21 se aprecia que el valor máximo obtenido del cloro residual en el reservorio fue 1,45 mg/L y el mínimo fue 1,17 mg/L mientras que en la primera vivienda el valor máximo fue 1,15 mg/L y el mínimo 0,82 mg/L, por otro lado, en la vivienda intermedia el valor máximo fue 0,98 mg/L y el mínimo 0.63 mg/L y en la última vivienda el cloro residual máximo fue 0.59 mg/L y el mínimo 0,5 mg/L, siendo estos todos valores superiores a 0,5 mg/L, lo cual indica que cumplen con LMP-AGUA (D.S. N° 031-2010-SA). 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1 7 14 21 27 V a lo re s d e C o n d u c ti v id a d E le c tr ic a ( μ m h o /c m ) Dias CONDUCTIVIDAD ELECTRICA LMP Reservorio Primera vivienda Vivienda intermedia Última vivienda 41 Figura 24. Variación del cloro residual en los puntos de muestreo. 4.3.5. Prueba de hipótesis 4.3.5.1. Hipótesis de la investigación H0: El sistema de cloración por goteo autocompensante influye positivamente en los parámetros fisicoquímicos y biológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Ha: El sistema de cloración por goteo autocompensante no influye positivamente en los parámetros fisicoquímicos y biológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. 4.3.5.2. Prueba de normalidad En la investigación se cuenta con menos de 35 datos, por lo que se utilizó la prueba “Shapiro-Wilk”, para determinar si los datos tenían una distribución normal. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1 7 14 21 27 V a lo r d e C lo ro R e si d u a l (m g /L ) Dias CLORO RESIDUAL LMP min Reservorio Primera vivienda Vivienda intermedia Última vivienda 42 En la tabla 10 se muestran los resultados de la prueba de normalidad donde el valor de p es menor a 0,05 en todos los parámetros, por lo que se concluye que los datos no tienen una distribución normal, por lo cual corresponde usar una prueba no paramétrica. Tabla 10. Prueba de normalidad. Pruebas de normalidad Parámetros Punto de muestreo Kolmogórov-Smirnov Shapiro-Wilk Estadístico gl. Sig. Estadístico gl Sig. pH Reservorio 0,200 27 0,007 0,919 27 0,038 Primera Vivienda 0,196 27 0,009 0,924 27 0,049 Vivienda Intermedia 0,199 27 0,008 0,827 27 0,000 Última Vivienda 0,174 27 0,035 0,890 27 0,008 Turbiedad Reservorio 0,463 27 0,000 0,442 27 0,000 Primera Vivienda 0,479 27 0,000 0,433 27 0,000 Vivienda Intermedia 0,404 27 0,000 0,463 27 0,000 Última Vivienda 0,419 27 0,000 0,472 27 0,000 Conductividad Reservorio 0,222 27 0,001 0,857 27 0,002 Primera Vivienda 0,149 27 0,130 0,968 27 0,537 Vivienda Intermedia 0,314 27 0,000 0,819 27 0,000 Última Vivienda 0,251 27 0,000 0,819 27 0,000 Cloro Residual Reservorio 0,131 27 0,200* 0,959 27 0,356 Primera Vivienda 0,117 27 0,200* 0,949 27 0,205 Vivienda Intermedia 0,202 27 0,006 0,906 27 0,019 Última Vivienda 0,230 27 0,001 0,824 27 0,000 *. Este es un límite inferior de la significación verdadera. a. Corrección de la significación de Lilliefors. Fuente: elaboración propia en SPSS. 4.3.5.3. Prueba estadística En la tabla 11 se muestra la evaluación realizada mediante prueba de correlación de Spearman, el cual demuestra como el cloro residual afecta el pH, la turbidez y conductividad eléctrica, ya que estos parámetros tienen una relación directa entre sí. El valor estadístico r de Spearman para el pH es de 0,366 lo cual significa una baja similitud positiva entre el cloro residual y el pH. Así también, el valor estadístico r de Spearman para la turbidez es 0,542 lo cual significa una moderada semejanza positiva entre el cloro residual y la turbidez. Por otro lado, el valor estadístico r de Spearman, para la conductividad eléctrica es 0,192, esto quiere decir una baja similitud verdadera entre el cloro residual y la conductividad eléctrica. 43 Tabla 11. Prueba de hipótesis con Rho de Spearman. Correlaciones Cloro_Residual pH Turbidez Conductividad Rho de Spearman Cloro_Residual Coeficiente de correlación 1,000 ,366** ,542** ,192* Sig. (bilateral) . ,000 ,000 ,046 N 108 108 108 108 **. La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral). *. La correlación es significativa al nivel 0,05 (bilateral). Fuente: elaboración propia en SPSS. 4.4. Determinación de la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante en los parámetros microbiológicos del agua En la tabla 12 se muestran los resultados de los parámetros microbiológicos (coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli) del agua examinado antes como después de la implementación del sistema de cloración por goteo autocompensante; las muestras fueron tomadas a la salida del reservorio. Después de la implementación del sistema, se observa una disminución del 92,2 % de coliformes totales, así como del 89 % de coliformes termotolerantes, Además la cantidad de E. coli antes de la implementación del sistema de cloración, no cumple con la normativa, debido al valor óptimo es de < 1,8 NMP/100 mL, pero después de la implementación del sistema de cloración por goteo autocompensante, todos los parámetros microbiológicos cumplen con los “LMP del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”. Tabla 12. Resultados de los parámetros microbiológicos. Punto de muestreo Parámetros Microbiológicos Antes Después D.S. N° 031-2010- SA, Reglamento de la calidad de agua para consumo humano Condición Reservorio Coliformes Totales (NMP/100 mL) 23,00 < 1,80 0 (*) Cumple Coliformes Fecales (NMP/100 mL) 16,00 < 1,80 0 (*) Cumple E. coli (NMP/100 mL) 12,00 < 1,80 0 (*) Cumple (*) En caso de analizar por la técnica del NMP por tubos múltiples =< 1,8/100 mL. Fuente: elaboración propia adaptada del Informe de Ensayo de Ambiental Laboratorios S.A.C. 44 4.5. Discusión de resultados • En la caracterización inicial del agua del CP de Nogales los parámetros microbiológicos: coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli superaron los “Límites Máximos Permisibles (LMP) del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”, este resultado es similar al que al estudio realizado en la localidad de Chincana, San Ramón - Chanchamayo (13) donde también los resultados de la caracterización inicial previo a la instalación del sistema de cloración muestran que los parámetros Coliformes totales y termotolerantes están fuera del rango de valores establecidos en los “Estándares de Calidad Ambiental para Agua del D.S. N° 004-2017-MINAM” y los “LMP del D.S. N° 031-2010-SA”, diferente al pH, turbidez y conductividad eléctrica que se encuentran dentro del reglamento, siendo esos resultados semejantes al de la investigación del municipio de Lirpancca, Paucará - Huancavelica (16), donde el pH fue 7,2 y la turbidez 0,48 UNT cumpliendo con lo estipulado en el “Reglamento de calidad de agua para consumo humano”, se concluye que es factible realizar el proceso de cloración del sistema de agua, y para ello se necesita una considerable cantidad de cloro, algo similar a lo que sucede con la turbiedad, ya que si hay una gran cantidad de materia orgánica y entra en contacto con el cloro forma sustancias tóxicas o carcinogénicas (trihalometanos). • La dosis de cloro para el agua del sistema de cloración por goteo autocompensante para el tiempo de estiaje fue de 460 gramos de cloro en 6 litros aproximadamente, para 76032 litros de agua, así también para la temporada de lluvias la dosis de cloro fue de 2800 gramos de cloro, disuelta en 49 litros, para 172800 L de agua, esta dosis es diferente a la que se calculó para el reservorio del caserío Nueva Esperanza, Piura (11), puesto que ellos utilizan los 2 kilos con 310 gramos de cloro en un Rotoplas de 600 L para 8 días de cloración esto se debe a que el caudal de entrada al tanque de agua es 1,56 L/s. diferente a la presente investigación que es 2,00 L/s para la época de lluvias y 0,88 L/s en la época de estaje. • Durante los 27 días de monitoreo posteriores a la instalación del sistema de cloración mediante goteo autocompensante, el pH fue de 6,5 - 8,5, resultados semejantes al de la investigación desarrollada en la localidad de Chincana, San Ramón - Chanchamayo (13) donde el valor del reservorio fue de 7,59 y mínimo de 7,39 en la última casa del sistema de abastecimiento de agua, que se encuentra dentro del rango de LMP-AGUA (D.S. N° 031-2010-SA). • Los datos obtenidos del monitoreo de la turbidez posterior a la implementación del método de cloración oscilan entre de 0,1 - 0,95 NTU, cumpliendo los “LMP D.S. N° 45 031-2010-SA”, estos resultados son similares al que se obtuvo en la investigación de la localidad de Chincana, San Ramón - Chanchamayo (13) donde también la turbidez se encuentra dentro de la normativa mencionada. • Los resultados obtenidos del monitoreo de la conductividad eléctrica oscilan entre 406 y 423 µmho/cm, cumpliendo con los “LMP - D.S. N° 031-2010-SA” siendo semejantes a la investigación realizado en el municipio de Chincana, San Ramón - Chanchamayo (13) donde obtuvieron un valor máximo de 103 µmho/cm. • Los resultados obtenidos en la presente investigación en relación al cloro residual fueron de (0,52 - 1,27 mg/L), estos resultados son similares a los obtenidos por Ñahuincopa (6) donde obtuvieron datos del cloro residual de (0,50 - 1,7 mg/L de Cl2) para el sistema de cloración en Jatumpata - Angaraes, y de (0,50 - 1,8 mg/L de Cl2) para el método de cloración por medio de goteo autocompensante en Yananaco - Angaraes, concluyendo que el cloro residual libre en ambos sistemas supera el 0,5 mg/L de cloro residual, el cual avala que dicho agua es apto para consumo humano. Estos hallazgos también son similares a los obtenidos en el caserío Nueva Esperanza, Piura (11) donde el valor del cloro residual varía entre 0,50 - 1,00 mg/L durante los ocho días de monitoreo. Observando que el cloro residual disminuye su concentración durante su transcurso en la red de suministro debido a la volatilidad del cloro y su disminución de concentración, sin embargo, los resultados de la presente investigación son diferentes a los del CP de Chacapampa, Paucará - Huancavelica (14) ya que de los 14 días de monitoreo solo 9 días el cloro residual estuvo dentro del rango establecido según la normativa vigente (0,5 mg/L y 1,00 mg/L), sin embargo, el día 10 el valor del cloro residual estuvo fuera de los “LMP del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”. • Después de la implementación del sistema de cloración por goteo autocompensante la cantidad de coliformes totales, coliformes termotolerantes y E. coli se redujeron considerablemente, resultados similares a la investigación del municipio de Chincana, San Ramón - Chanchamayo (13) observando así que el cloro residual libre al encontrarse dentro de los “LMP D.S. N° 031-2010-SA”, la cantidad de coliformes totales y termotolerantes disminuyen notablemente, concluyendo así que los sistemas de cloración por goteo son eficientes para la desinfección del agua, obteniendo un agua libre de microrganismos patógenos. 46 5. CONCLUSIONES • Se determinó que el sistema de cloración mediante goteo autocompensante genera un impacto positivo en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua que consume la población del Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica, puesto que después de haber puesto en marcha el sistema los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos analizados cumplen los “Límites Máximos Permisibles (LMP) del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010- SA”. • La dosis correcta de cloro utilizado en el sistema de cloración por goteo autocompensante del agua suministrado al CP de Nogales, Distrito Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica es de 460 gramos de cloro en 6 litros aproximadamente, para 76032 litros de agua para la temporada de estiaje, sin embargo, para la temporada de lluvia es 2800 gramos de cloro, disuelta en 49 litros, para 172800 L de agua. • El sistema de cloración por goteo autocompensante tiene un impacto significativo en el pH, turbidez, conductividad eléctrica y cloro residual del agua de consumo del CP de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica, esto se debe a que cumple con los “Límites Máximos Permisibles (LMP) establecido en el Reglamento de la Calidad de Agua para Consumo Humano - D.S. N° 031-2010-SA”. • El sistema de cloración por goteo autocompensante, tiene un impacto significativo en la cantidad de bacterias coliformes totales, termotolerantes y E. coli presentes en el agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica, ya que después de la instalación del sistema, los parámetros están dentro de los “Límites Máximos Permisibles del Reglamento de la calidad de agua para consumo humano - D.S. N° 031-2010-SA”. 47 6. RECOMENDACIONES • Se recomienda al “Área Técnica Municipal de la Municipalidad Distrital de Colcabamba”, velar y supervisar el manejo del cloro residual del Centro Poblado de Nogales. • Se recomienda al “Área Técnica Municipal” brindar asistencia técnica a los miembros de la “JASS” perteneciente al Centro Poblado de Nogales, para el trabajo de operación, mantenimiento y desenvolvimiento de cada miembro. • Se recomienda a la JASS llevar un de registro de control del cloro residual, a fin de evaluar y verificar que su sistema de distribución de agua cuente con la presencia y dosis correcta de cloro. • Se recomienda a la JASS solicitar que la IPRESS de Colcabamba y al Área Técnica Municipal, participen en charlas informativas sobre la relevancia de clorar el agua que consumen. • Se recomienda a la JASS solicitar al Área Técnica Municipal, realizar una caracterización anual de los parámetros organolépticos e inorgánicos, bacteriológico, parasitológico y metales pesados del agua. • Se recomienda llevar a cabo una investigación para determinar si el índice de enfermedades diarreicas agudas disminuyó significativamente en infantes menores de 5 años, madres gestantes y en la población en general del CP de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. El objetivo de dicha investigación seria determinar si la aplicación de sistema de cloración mediante goteo autocompensante tuvo un impacto significativo en la salud de las personas. 48 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AQUAE FUNDACIÓN [En línea]. ¿Cuánta agua potable hay en la Tierra?, 2021 [Fecha de consulta: 23 de junio de 2023]. Disponible en: https://www.fundacionaquae.org/wiki/cantidad-de-agua-potable-fuente-de-vida/ 2. AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUA [En línea]. El agua en cifras [Fecha de consulta: 23 de junio de 2023]. Disponible en: https://www.ana.gob.pe/contenido/el-agua-en-cifras 3. SUPERINTENDENCIA NACIONAL DE SERVICIOS DE SANEAMIENTO [En línea]. Determinación del área de prestación de servicios del departamento de Huancavelica, 2021 [Fecha de consulta: 23 de junio de 2023]. Disponible en: https://www.sunass.gob.pe/wp- content/uploads/2021/12/DOCUMENTO-Area-de-Prestacion-HUANCAVELICA.pdf 4. CENTRO NACIONAL DE EPIDEMIOLOGIA, PREVENCIÓN Y CONTROL DE ENFERMEDADES - MINSA [En línea]. Tendencia de enfermedad diarreica aguda (EDA) en todas las edades Perú 2014 a 2017, 2014 [Fecha de consulta: 23 de junio de 2023]. Disponible en: http://www.dge.gob.pe/portal/docs/vigilancia/sala/2017/SE22/edas.pdf 5. MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO [En línea]. Guia: rol y funciones del Área Técnica Municipal [Fecha de consulta: 23 de junio de 2023]. Disponible en: https://issuu.foundtt.com/en/print/2984772461/ 6. ÑAHUINCOPA, S. y TAIPE, K. Cloro y cloro residual libre en los sistemas de cloración por goteo autocompensante en Jatumpata y Yananaco - Angaraes - 2019. Tesis (Título de Ingeniero Ambiental y Sanitario). Huancavelica: Universidad Nacional de Huancavelica, 2021. 7. MINISTERIO DE SALUD. Reglamento de la calidad del agua para consumo humano. D.S. N° 031-2010-SA. Lima: Dirección General de Salud Ambiental, 2011. 8. ÁLVAREZ DE SOTOMAYOR, P. 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Diseño, construcción y evaluación de un sistema de cloración por goteo en la desinfección de agua para consumo de la Comunidad de Capillapata - Los Morochucos - Cangallo, Ayacucho - 2016. Tesis (Título de Ingeniero Químico). Ayacucho: Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2017. 13. ZANABRIA, M. Influencia de la implementación del sistema de cloración por goteo convencional en la mejora de la calidad de agua potable en el anexo de Chincana, San Ramón - Chanchamayo 2021. Tesis (Título de Ingeniero Ambiental). Huancayo: Universidad Continental, 2022. 14. SOTO, Y. Eficiencia del método por goteo con flotador adaptado y el método por goteo autocompensante en la instalación de sistemas de cloración en el Centro Poblado de Chacapampa, distrito de Paucará, Huancavelica - 2019. Tesis (Título de Ingeniero Ambiental y Sanitario). Huancavelica: Universidad Nacional de Huancavelica, 2021. 15. HUAYLLANI, N. y ZEVALLOS, A. Relación entre la dosis de cloro y cloro residual libre en el sistema de agua potable en la ciudad de Huancavelica - 2021. Tesis (Título de Ingeniero Ambiental). Lima: Universidad César Vallejo, 2021. 16. LANDEO, A. Relación de los métodos por goteo y la eficacia del cloro residual en la instalación de sistemas de cloración en zonas rurales. Tesis (Título de Ingeniero Civil). Huancavelica: Universidad Nacional de Huancavelica, 2018. 17. CONZA, A. y PAUCAR, J. Manual de operación y mantenimiento de sistemas de agua potable por gravedad sin planta de tratamiento en zonas rurales. Lima: Agualimpia & Fondo Multilateral de Inversiones, 2013. 18. PROAGUA INGENIEROS S.A.C. [En línea]. Equipo de cloración por goteo de carga constante [Fecha de consulta: 4 de octubre de 2023]. Disponible en: https://proaguaingenieros.com/productos/equipos-y-tecnologias-de-sistemas-de- cloracion/equipo-de-cloracion-por-goteo-de-carga-constante/. 19. PROYECTO AGUA CONSULTORES [En línea]. 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Problemas Objetivos Hipótesis Variables Dimensiones Indicadores Problema general: ¿Cómo influye el sistema de cloración por goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? Problemas específicos: *¿Cuál es el estado actual del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? *¿Cuál es la dosis correcta de cloro en el sistema por goteo autocompensante del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica? *¿Cómo influye un sistema de cloración por goteo Objetivo general: Determinar la influencia de un sistema de cloración por goteo autocompensante, en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. Objetivos específicos: *Diagnosticar el estado actual de la calidad del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. *Determinar la dosis correcta de cloro en el sistema por goteo autocompensante del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. *Determinar la influencia del sistema de cloración por goteo autocompensante, en el pH, turbidez, Hipótesis general: *Hipótesis nula (H0): El sistema de cloración por goteo autocompensante influye positivamente en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales, Distrito de Colcabamba, Provincia Tayacaja, Huancavelica. *Hipótesis alterna (Ha): El sistema de cloración por goteo autocompensante no influye positivamente en los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua para consumo humano en el Centro Poblado de Nogales