ALFA. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y
Veterinarias
Septiembre-diciembre 2024
/ Volumen 8, Número 24
ISSN: 2664-0902 / ISSN-L:
2664-0902
https://revistaalfa.org
pp. 870 - 881
Sólidos totales disueltos en agua superficial para consumo
humano en San Juan de Pillo, Perú
Total dissolved solids in surface water for human consumption in San
Juan de Pillo, Peru
Sólidos totais dissolvidos em água superficial para consumo humano em
San Juan de Pillo, Peru
Esmila Yeime
Chavarría Márquez
esmila.418@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-1531-2694
Luz Luisa Huamani
Astocaza
luzluisa20@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-1397-6251
Mery Luz Cusiche Huamaní
meryluz@gmail.com
https://orcid.org/0009-0002-4040-4096
Wilfredo Sáez Huamán
wilfredo.saez@unh.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-1485-8273
Julio Miguel Angeles
Suazo
https://orcid.org/0000-0001-8327-9032
César Marino
Basurto Contreras
cbasurto@unco.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-2677-5413
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja
Daniel Hernández Morillo, Pampas-Perú
Artículo recibido 23 de julio 2024 | Aceptado
26 de agosto 2024 | Publicado 20 de septiembre 2024
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https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v8i24.310
RESUMEN
El monitoreo de los sólidos disueltos totales
(TDS) en el agua es crucial para asegurar su calidad, especialmente en fuentes
destinadas al consumo humano. Esta investigación se centró en determinar las
concentraciones de TDS en el agua utilizada por la comunidad de San Juan de
Pillo, Acraquia. Se llevó a cabo un estudio cuantitativo con diseño de campo,
recolectando muestras de un canal de riego en dos periodos de 2024: enero, con
mayor caudal, y abril, con menor caudal. Se realizaron 12 muestreos en tres
horarios diferentes cada semana durante cuatro semanas. Los resultados se
analizaron utilizando la prueba de hipótesis "t" de Student,
encontrando diferencias significativas en los niveles de TDS entre los meses
estudiados. Estos hallazgos subrayan la necesidad de un monitoreo continuo para
garantizar el acceso a agua potable segura, ya que las concentraciones de TDS
no cumplen con los estándares del decreto supremo 004-2017 del Ministerio del
Ambiente del Perú.
Palabras
clave:
Aguas superficiales; Calidad del agua; Estándares ambientales; Monitoreo;
Sólidos disueltos totales (TDS)
ABSTRACT
The monitoring of
total dissolved solids (TDS) in water is crucial to ensure its quality,
especially in sources intended for human consumption. This research focused on
determining TDS concentrations in the water used by the community of San Juan
de Pillo, Acraquia. A quantitative study was conducted with a field design,
collecting samples from an irrigation canal during two periods in 2024:
January, with higher flow, and April, with lower flow. Twelve samples were
taken at three different times each week over four weeks. The results were
analyzed using Student's "t" hypothesis test, revealing significant
differences in TDS levels between the studied months. These findings underscore
the need for continuous monitoring to ensure access to safe drinking water, as
TDS concentrations do not meet the standards of Supreme Decree 004-2017 from
the Ministry of Environment of Peru.
Key words: Environmental
standards; Monitoring; Surface water; Total dissolved solids (TDS); Water
quality
RESUMO
O monitoramento dos
sólidos dissolvidos totais (TDS) na água é crucial para garantir sua qualidade,
especialmente em fontes destinadas ao consumo humano. Esta pesquisa
concentrou-se em determinar as concentrações de TDS na água utilizada pela
comunidade de San Juan de Pillo, Acraquia. Um estudo quantitativo foi realizado
com um desenho de campo, coletando amostras de um canal de irrigação durante
dois períodos em 2024: janeiro, com maior fluxo, e abril, com menor fluxo. Doze
amostras foram coletadas em três horários diferentes a cada semana durante
quatro semanas. Os resultados foram analisados usando o teste de hipótese
"t" de Student, revelando diferenças significativas nos níveis de TDS
entre os meses estudados. Esses achados ressaltam a necessidade de monitoramento
contínuo para garantir o acesso a água potável segura, uma vez que as
concentrações de TDS não atendem aos padrões do Decreto Supremo 004-2017 do
Ministério do Meio Ambiente do Peru.
Palavras-chave: Águas superficiais;
Qualidade da água; Padrões ambientais; Monitoramento; Sólidos dissolvidos
totais (TDS)
INTRODUCCIÓN
El agua potable se refiere al agua que es segura para
el consumo humano, cumpliendo con estándares de calidad que garantizan su
ausencia de contaminantes nocivos y microorganismos patógenos que puedan causar
enfermedades. Debe ser libre de sustancias químicas y metales pesados, tener un
sabor y olor agradables, ser transparente y clara, y cumplir con las normativas
establecidas por autoridades sanitarias como la Organización Mundial de la
Salud. Las fuentes de agua potable incluyen aguas superficiales como ríos y
lagos, aguas subterráneas de acuíferos y pozos, procesos de desalinización que
convierten agua salada en dulce, y sistemas de recolección de agua de lluvia.
El acceso a agua potable es fundamental para la salud pública, ya que previene
enfermedades transmitidas por el agua, contribuye a una buena higiene y
saneamiento, y es esencial para la nutrición y el bienestar general.
La situación mundial del agua potable es alarmante,
con aproximadamente 2.200
millones de personas que aún carecen de acceso a suministros
seguros de agua potable y 3.500
millones sin servicios adecuados de saneamiento, según informes
de la UNESCO y la ONU (1). En total, entre 2.000 y 3.000 millones de personas sufren
escasez de agua durante al menos un mes al año, lo que afecta gravemente su
seguridad alimentaria y acceso a la electricidad. Se estima que la población
urbana que enfrenta escasez de agua se duplicará para 2050, pasando de 930
millones en 2016 a entre 1.700
y 2.400 millones (2).
El crecimiento demográfico, la urbanización y el
cambio climático están exacerbando la crisis del agua, aumentando la demanda
que ya supera el crecimiento poblacional. A pesar de algunos avances, como el
aumento del acceso a servicios de agua potable gestionados de manera segura del
69% al 73%
entre 2015 y 2022, los desafíos persisten. La falta de acceso a agua potable y
saneamiento adecuado no solo amenaza la salud pública, sino que también
incrementa el riesgo de conflictos locales y regionales (3,4).
A esta crisis se une la contaminación del agua
potable como problema crítico que afecta la salud pública y el medio ambiente a
nivel mundial. Más de 2.000 millones de personas consumen agua de fuentes
contaminadas, lo que provoca enfermedades diarreicas, cólera, disentería y
fiebre tifoidea, resultando en más de 500.000 muertes anuales debido a la
insalubridad del agua. Las principales causas de esta contaminación incluyen el
vertido de aguas residuales no tratadas, la escorrentía agrícola que introduce
pesticidas y fertilizantes en los cuerpos de agua, y la contaminación
industrial que libera metales pesados y productos químicos peligrosos. Además,
contaminantes emergentes como microplásticos y productos farmacéuticos están
siendo cada vez más detectados en las fuentes de agua, complicando aún más la
situación. La falta de acceso a agua potable segura no solo afecta la salud
individual, sino que también contribuye a la propagación de enfermedades
infecciosas y altera los ecosistemas acuáticos, lo que subraya la necesidad
urgente de mejorar la gestión del agua y las infraestructuras sanitarias para
proteger este recurso vital (5).
En el caso particular de los sólidos totales
disueltos (TDS) son un indicador clave de la calidad del agua, ya que
representan la concentración de todas las sustancias disueltas, como sales,
minerales y materia orgánica, en una muestra de agua. Estos sólidos pueden
influir en el sabor del agua, su conductividad eléctrica y su capacidad para
soportar vida acuática. Niveles elevados de TDS pueden resultar en un agua con
sabor desagradable y pueden causar problemas como corrosión en tuberías y
depósitos de cal en equipos. Además, aunque no se consideran contaminantes
primarios, los TDS son cruciales para evaluar la potabilidad del agua; la EPA establece
un límite secundario de 500 mg/L para asegurar que el agua sea agradable al
paladar. Por lo tanto, el monitoreo de los TDS es esencial para garantizar la
calidad del agua y proteger la salud pública (6).
La 23.ª edición de los Métodos estándar para el
examen de agua y aguas residuales de la Asociación Estadounidense de Salud
Pública, Sección 2540, define los TDS como componentes de los sólidos totales
en una muestra de agua, que pasan a través de un tamaño de poro nominal de 2,0
µm o menos en condiciones específicas (7,8). El aumento de las concentraciones
de TDS y TSS en los cuerpos de agua les impide cumplir su propósito de ser
potable, generar energía, enfriar industrialmente, sustentar la biodiversidad,
servidores ecosistémicos, recreación, rutas de transporte, eliminación de
desechos, producción agrícola, irrigación, producción de energía, planificación
regional y piscicultura (9).
En esta dirección, el deterioro de los cuerpos de
agua por parámetros como TDS es causado por el cambio climático, el desarrollo
y la urbanización asociados con la impermeabilidad de la superficie resultante
del aumento de la población y la contaminación causada por cambios ambientales
rápidos e incontrolados incluyendo sequías, descargas de aguas residuales,
contaminación por nutrientes, sedimentos y cambios en el uso de la tierra y la
cobertura terrestre que resultan en impactos negativos como la proliferación de
algas verdeazuladas dañinas, eutrofización acelerada y turbidez extrema, entre
otros, que tienen implicaciones negativas en la sostenibilidad de los recursos
hídricos limitados (10,11).
En
el Centro poblado de San Juan de Pillo en Perú, no se cuenta con agua potable y
este líquido es escaso en época de estiaje; en cambio en épocas de
precipitaciones es abundante y las personas optan por consumir agua de diversas
fuentes y puntos acuíferos. En estas fuentes naturales lo que destaca como
parámetro a controlar es la concentración de sólidos disueltos totales en el
agua (TDS), los cuales deben estar por debajo de 1,000 mg/L-1 para
que el agua sea considerada potable (Reglamento Calidad del Agua para Consumo
Humano en Perú). Las fuentes de agua sin tratamiento pueden causar problemas de
salud para las personas y otros seres vivos debido a la alta concentración de
materia orgánica, carga bacteriana y otros agentes nocivos, metales pesados,
sólidos en suspensión y otros contaminantes (12)
Los
sólidos disueltos totales comprenden sales orgánicas y partículas de materia
orgánica disueltas en estas fuentes de agua. El
aumento de las concentraciones de sólidos disueltos totales (TDS) en los
cuerpos de agua impiden cumplir su propósito de servir como agua potable para
el consumo de la población, generar energía, enfriar industrialmente, sustentar
la biodiversidad, brindar servicios ecosistémicos, recreación, rutas de
transporte, eliminación de desechos, producción agrícola, irrigación,
producción de energía, planificación regional y piscicultura (13)
En
este sentido, la importancia de la presente investigación radica en evaluar y
analizar la calidad de estas aguas como sólidos disueltos totales para su
consumo en diversos hogares. Por ende, cabe mencionar que el estudio de los
sólidos disueltos totales es de gran interés, en tal sentido este indicador se
recoge dentro de los parámetros a tener en cuenta para su evaluación en el
Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano en Perú (15), donde se
hace mención la categoría A1 para su posible potabilización.
Más
aun, cuando se consume agua directamente de fuentes naturales como es el caso
de la comunidad de San Juan de pillo. Asimismo, los sólidos disueltos totales (TDS) elevados alteran la estructura
(cambios en la composición química) y los procesos (como descomposición, ciclo
de nutrientes y estructura trófica) de los ecosistemas de agua dulce, lo que
afecta la sostenibilidad de los bienes y servicios que brindan y las
condiciones socioeconómicas de las comunidades dependientes (16).
En cuanto a los efectos sobre la salud humana, niveles
elevados de TDS pueden afectar la palatabilidad del agua, haciendo que tenga un
sabor amargo o salado, lo que puede llevar a las personas a evitar su
consumo. Además, estudios han indicado una posible relación entre altos niveles
de TDS y problemas de salud como enfermedades cardiovasculares y cáncer,
sugiriendo que la dureza del agua, relacionada con los TDS, podría influir en
la incidencia de estas enfermedades. La Organización Mundial de la Salud
establece que el agua potable debería tener un máximo de 500 mg/L de TDS para
ser considerada aceptable, ya que concentraciones superiores pueden estar
asociadas con efectos adversos en la salud (17,18).
El
objetivo de esta investigación es determinar las concentraciones de solidos
totales disueltos en las aguas destinadas para consumo humano en la comunidad
de San Juan de Pillo-Acraquia-Pampas.
MATERIALES
Y MÉTODOS
La presente investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo,
con un alcance descriptivo y un diseño de campo, lo que permitió obtener datos
empíricos sobre las concentraciones de sólidos disueltos totales (TDS) en el
agua destinada al consumo humano en la comunidad de San Juan de Pillo. Este
enfoque se eligió debido a su capacidad para proporcionar una representación
precisa y objetiva de la realidad del fenómeno estudiado. Al centrarse en datos
numéricos y observacionales, se busca no solo identificar las características
actuales del recurso hídrico, sino también establecer una base para futuras
investigaciones y comparaciones temporales.
El estudio es de tipo descriptivo, lo que significa que se centra en
caracterizar las concentraciones de TDS en el agua a través de mediciones
numéricas, sin manipular variables independientes. Este enfoque permite documentar
el estado actual del recurso hídrico y su variabilidad a lo largo del tiempo,
proporcionando información valiosa sobre la calidad del agua. Además, al ser
descriptivo, este tipo de estudio facilita la identificación de patrones y
tendencias en los datos recolectados, lo que puede ser útil para la toma de
decisiones relacionadas con la gestión del agua y la salud pública en la
comunidad.
La investigación se llevó a cabo en el centro poblado de San Juan de
Pillo, ubicado en el distrito de Acraquia, provincia de Tayacaja. Esta área fue
seleccionada debido a su dependencia del agua del canal de riego para
actividades agrícolas y consumo humano, lo que la convierte en un sitio
relevante para evaluar la calidad del agua. La elección del área también se
basa en la necesidad de comprender cómo las variaciones estacionales pueden
influir en las concentraciones de TDS.
El muestreo se realizó en un canal de riego que también es utilizado por
la población local para abastecerse de agua potable. Se establecieron dos períodos
de muestreo en el año 2024: enero, periodo caracterizado por un mayor caudal
debido a las lluvias estacionales, y abril, periodo con menor caudal cuando las
fuentes hídricas tienden a disminuir. En cada uno de estos meses, se llevaron a
cabo muestreos semanales durante cuatro semanas consecutivas, recolectando
muestras en tres horarios diferentes: 6:00 a.m., 1:00 p.m. y 5:00 p.m. Esto
resultó en un total de 12 muestras por mes (3 muestras x 4 semanas), acumulando
24 muestras para análisis posterior.
Las muestras fueron recolectadas utilizando botellas ámbar de vidrio con
capacidad de 1 litro, las cuales son ideales para proteger los componentes
químicos del agua frente a la luz y evitar alteraciones en los resultados
analíticos. Cada muestra fue etiquetada meticulosamente con información
relevante como fecha, hora y ubicación GPS para asegurar la trazabilidad y
facilitar el análisis posterior. Este procedimiento garantiza que cada muestra
sea representativa del estado del agua en el momento específico de su
recolección, permitiendo así una evaluación precisa y confiable sobre la
calidad del agua destinada al consumo humano.
El análisis del contenido de TDS se realizó mediante un equipo
multiparámetro calibrado con soluciones estándar específicas para cada
parámetro medido. Este equipo permite obtener lecturas precisas y confiables
sobre la calidad del agua, asegurando que los resultados sean consistentes y
válidos. Las muestras fueron transportadas al laboratorio de química de la
Universidad Autónoma de Tayacaja en un cooler con hielo para mantener su
integridad hasta el momento del análisis. Este procedimiento es crucial para
evitar cualquier cambio químico que pudiera alterar los resultados finales y
garantizar que los datos reflejen fielmente las condiciones iniciales del agua
muestreada.
Los datos obtenidos fueron analizados utilizando la prueba de hipótesis
"t" de Student para determinar si existían diferencias significativas
entre las concentraciones promedio de TDS en los períodos de mayor y menor
caudal. Se estableció un nivel de significancia estadística con un valor p ≤
0.05, lo que permite inferir conclusiones sobre la calidad del agua en función
del caudal disponible. Este análisis estadístico no solo proporciona una
comprensión más profunda sobre las variaciones en los niveles de TDS, sino que
también ayuda a identificar posibles factores influyentes relacionados con las
condiciones ambientales y estacionales que afectan la calidad del recurso
hídrico.
RESULTADOS
Los resultados de la investigación sobre los
sólidos totales disueltos (STD) en el agua destinada al consumo humano en la
comunidad de San Juan de Pillo se presentan a través de tres figuras que
reflejan las mediciones realizadas en dos periodos: enero y abril. Estas
mediciones se llevaron a cabo en tres horarios distintos: a las 6:00 a.m., 1:00
p.m. y 5:00 p.m., lo que permite un análisis detallado de las variaciones en la
calidad del agua a lo largo del día y entre los diferentes meses. Los
resultados obtenidos resaltan la importancia del monitoreo continuo de la
calidad del agua potable. Las variaciones significativas en las concentraciones
de sólidos totales disueltos entre los meses indican que factores estacionales
y temporales pueden influir en la calidad del agua, lo cual es fundamental para
garantizar el acceso a agua potable segura para la comunidad.
En este sentido, en la primera medición realizada a
las 6:00 a.m., los resultados mostraron diferencias significativas entre las
concentraciones de STD en enero y abril. Las letras distintas asignadas a cada
mes indicaron que los niveles de sólidos totales disueltos eran
significativamente más altos en enero (E) en promedio que en abril (A), lo que
sugiere una variación estacional en la calidad del agua Figura 1, debido a una
menor variabilidad de los datos para el mes de enero, sin embargo, el valor más
alto en una muestra se observó en el mes de abril.
Figura 1. Sólidos totales disueltos (STD) [mg/L) en
enero(E) y abril(A) medidos a las 6 horas. Letras distintas entre meses indica
diferencias significativas (p ≤ 0,05)
En la segunda medición
realizada a la 1:00 p.m., se observaron resultados que reflejan un patrón
similar al de la medición matutina. Las letras distintas asignadas a los meses
de enero y abril indican diferencias significativas en las concentraciones de
sólidos totales disueltos (STD), con un valor de p ≤ 0.05. Esto implica que las
mediciones realizadas en estos dos meses no son solo variaciones aleatorias,
sino que representan cambios reales y estadísticamente significativos en la
calidad del agua Figura 2. Esta observación es notable, ya que contrasta con
los resultados de la medición a las 6:00 a.m., donde las concentraciones eran
más altas en enero. Este cambio en los niveles de sólidos disueltos puede ser
indicativo de varios factores ambientales y antropogénicos que afectan la
calidad del recurso hídrico.
Uno de los factores que
podría estar influyendo en esta variación es el caudal del agua. Durante el mes
de abril, es posible que se produzcan lluvias que aumenten el flujo del agua,
lo que a su vez puede arrastrar más sedimentos y contaminantes hacia el canal
de regadío. Esto podría resultar en un incremento en los niveles de sólidos
disueltos, reflejando una mayor carga contaminante en el agua durante este
periodo. Además, la actividad agrícola también juega un papel crucial
en la calidad del agua. En muchas comunidades rurales, como San Juan de Pillo,
las prácticas agrícolas pueden contribuir significativamente a la contaminación
del agua. Durante abril, es probable que haya un aumento en la actividad
agrícola debido al ciclo de cultivo. La interacción entre el caudal del agua y
las prácticas agrícolas resalta la complejidad de los factores que afectan la
calidad del recurso hídrico a lo largo del año. Este patrón observado en las
mediciones realizadas a la 1:00 p.m. subraya la importancia de un monitoreo
continuo y detallado para comprender mejor cómo estos factores influyen en la
calidad del agua potable disponible para la comunidad.
Figura 2. Sólidos totales disueltos (STD) [mg/L) en
enero (E) y abril(A) medidos a las 13 horas. Letras distintas entre meses
indica diferencias significativas (p ≤ 0,05)
Por último, en la tercera
medición realizada a las 5:00 p.m., los resultados indicaron diferencias
significativas entre los niveles de STD en enero y abril (p > 0.05). Esto
sugiere que, durante este horario específico, las concentraciones de sólidos
totales disueltos se mantuvieron relativamente constantes a lo largo de los dos
periodos evaluados Figura 3.
Figura 3. Sólidos totales disueltos (STD) [mg/L) en enero (E)
y abril(A) medidos a las 17 horas. Letras distintas entre meses indica diferencias
significativas (p ≤ 0,05).
DISCUSIÓN
En
las fuentes naturales de agua consideradas para consumo humano en San Juan de
Pillo muestreadas en el periodo de mayor caudal oscilaron los sólidos totales
disueltos (TDS) entre 850 mg/L hasta 983 mg/L, los TDS son determinantes en la
calidad de agua, también se puede relacionar con otros parámetros. Un parámetro
determinante son los sólidos disueltos totales, debido a que la medición de TDS
lleva mucho tiempo, a menudo se estima a partir de la conductividad eléctrica
En este sentido, las concentraciones
más altas de TDS en el agua significan una mayor conductividad y también pueden
significar una disminución del oxígeno disuelto
El
incremento de las concentraciones de los TDS de las fuentes naturales de agua
para consumo humano afecta las características organolépticas del agua y puede
ser perjudicial para la salud, por tanto, debe estar dentro los límites máximos
permisibles, en este caso menor a 1000 mg/L. Las cargas o concentraciones de
TDS y los sólidos suspendidos totales SST en una masa de agua tienen un impacto
significativo en la administración y la sostenibilidad de los recursos
hídricos. Además, de causar incrustaciones y corrosión en las tuberías y otros
sistemas de agua (21),
Existen
varios factores de la contaminación del agua entre ellos por causas
antropogénicas y el calentamiento global, quienes generan cambios climáticos
muy drásticos, la sierra central de Perú no es ajena a ello. El deterioro de
los cuerpos de agua por parámetros como sólidos disueltos totales (TDS) es
causado por el cambio climático, el desarrollo y la urbanización asociados con
la impermeabilidad de la superficie resultante del aumento de la población y la
contaminación causada por cambios ambientales, incluyendo sequías, descargas de
aguas residuales, contaminación por nutrientes, sedimentos y cambios en el uso
de la tierra y la cobertura terrestre que resultan en impactos negativos como
la proliferación de algas dañinas, eutrofización acelerada y turbidez extrema,
entre otros, que tienen implicaciones negativas en la sostenibilidad de los
recursos hídricos limitados (13)
Por
otra parte, los procesos que generan TDS orgánicos en arroyos incluyen la
liberación de moléculas orgánicas durante el crecimiento biológico (por
ejemplo, raíces de plantas, microbios) y la descomposición de materia biológica
dentro del arroyo o la orilla del arroyo. Los procesos que generan TDS
inorgánicos en arroyos incluyen la disolución de minerales del suelo/sedimento,
la desorción de iones unidos a sólidos y la introducción de iones presentes en
la precipitación atmosférica y la descarga de aguas subterráneas. La formación
de TDS inorgánicos por disolución y desorción depende de muchos parámetros
asociados con procesos biológicos y químicos, como el pH, la fuerza iónica, la
temperatura y las concentraciones de oxígeno disuelto y carbono orgánico (9)
Los
sólidos totales disueltos (TDS) consisten principalmente en minerales
inorgánicos y materia orgánica, y también se incluye una gran variedad de sales
(9). Una concentración elevada de TDS significa que el agua puede tener
problemas estéticos, que pueden estar asociados con manchas, sabor o
precipitación (22)
CONCLUSIONES
Las
concentraciones de sólidos disueltos totales de las aguas destinadas para
consumo humano en la comunidad de San Juan de Pillo-Acraquia no igualan los
estándares de calidad ambiental del decreto supremo 004-2017 del ministerio del
ambiente de Perú.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los
autores declaran que no existe conflicto de intereses para la publicación del
presente artículo científico.
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