ISSN-e: 2542-3401
Período: enero±marzo, 2026
Universidad, Ciencia y Tecnología
Vol. 30, Núm. 130 (pp. 125±135)
Artículo de investigación https://doi.org/10.47460/uct.v30i130.1055
Influencia de la temperatura y cobertura de la Pistia stratiotes en el
potencial de óxido-reducción del agua residual doméstica
Jorge Antonio Delgado Soto*
https://orcid.org/0000-0003-2275-8608
jdelgado@unc.edu.pe
Universidad Nacional de Cajamarca
Cajamarca, Perú
Lesvi Tatiana Cotrina Rioja
https://orcid.org/0000-0002-5376-996X
lesvi.cotrina.epg@untrm.edu.pe
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de
Mendoza de Amazonas
Amazonas, Perú
Héctor Luis Bendezú Valle
https://orcid.org/0009-0001-4064-3938
hlbendezuv@unc.edu.pe
Universidad Nacional de Cajamarca
Cajamarca, Perú
Jhessica Mabel Huamán Callirgos
https://orcid.org/0009-0005-2099-5396
jmhuamanca@unc.edu.pe
Universidad Nacional de Cajamarca
Cajamarca, Perú
*Autor de correspondencia:
jdelgado@unc.edu.pe
Recibido: (02/01/2026), Aceptado: 28/02/2026)
Resumen. El objetivo de la investigación fue evaluar la inĆuencia de la temperatura y cobertura de
Pistia stratiotes en el potencial de óxido-reducción (ORP) del agua residual doméstica proveniente
del colector de una planta de tratamiento de aguas residuales. El sistema de Ątorremediación estuvo
conformado por diversos tratamientos y sus respectivas réplicas. Estos consistieron en niveles crecientes
de biomasa de Pistia stratiotes, integrando desde una muestra parcial hasta el total del componente
vegetal, además de un grupo de control, compuesto por agua residual. Después de un periodo de
tiempo prolongado la validación de la hipótesis comprobó que el incremento de biomasa logró efectos
favorables en el ORP pasando de la fase reductora a la fase oxidante. Se concluyó que la temperatura y
la cobertura de Pistia stratiotes inĆuyen positivamente en el potencial redox del agua residual doméstica.
Palabras clave: agua residual, Ątorremediación, potencial redox, Pistia stratiotes.
Influence of Temperature and Coverage of Pistia stratiotes on the
Oxidation±Reduction Potential of Domestic Wastewater
Abstract. The objective of this research was to evaluate the inĆuence of temperature and Pistia
stratiotes coverage on the oxidation-reduction potential (ORP) of domestic wastewater collected from
the collector of a wastewater treatment plant. The phytoremediation system consisted of several
treatments and their respective replicates. These included increasing levels of Pistia stratiotes biomass,
ranging from a partial sample to the total plant component, in addition to a control group composed of
wastewater only. After a prolonged period, the validation of the hypothesis conĄrmed that the increase
in biomass produced favorable effects on the ORP, shifting it from the reducing phase to the oxidizing
phase. It was concluded that temperature and Pistia stratiotes coverage positively inĆuence the redox
potential of domestic wastewater.
Keywords: wastewater, phytoremediation, redox potential, Pistia stratiotes.
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I. INTRODUCCIÓN
Los ecosistemas acuáticos enfrentan altos niveles de estrés y agotamiento debido al ingreso de mate-
riales contaminantes. No obstante, existen ciertas especies acuáticas que tienen la capacidad de hacer
frente a estas condiciones estresantes, incluso ante altas concentraciones de diversos contaminantes
orgánicos e inorgánicos presentes en el agua [
1].
La Ątorremediación es un proceso fundamentado en la biodegradación microbiana que se produce
en las raíces de especies conocidas como macróĄtas, las cuales facilitan la remoción de contaminantes
[
2]. La remoción de contaminantes orgánicos e inorgánicos con Eichhornia crassipes, Lemna Salvinia
molesta, Lemna minor y Pistia stratiotes [
3], [4] y [5], surgen como alternativas tecnológicas eĄcientes y
sostenibles para el tratamiento de aguas residuales. La capacidad depuradora de la Pistia stratiotes, ha
sido estudiada en la determinación del potencial de Ątorremediación en sistemas acuáticos contaminados
con petróleo crudo [
6], en la remoción de plomo y cromo en aguas superĄciales [7], en la evaluación de
la eĄciencia para depurar aguas residuales domésticas contaminadas con metales pesados [
8].
La eĄciencia de estos sistemas se encuentra vinculado al potencial de óxido-reducción (oxidation-
reduction potential, ORP) también conocido como potencial redox, parámetro que cuantiĄca el equi-
librio entre las especies químicas oxidadas y reducidas presentes en una solución acuosa, este valor
permite determinar la capacidad neta de la solución para oxidar o reducir otros compuestos. Una de las
principales ventajas de monitorear el ORP es su capacidad para proporcionar datos precisos en tiempo
real sobre el p oder desinfectante del agua y garantizar que los procesos de tratam iento sean efectivos
[
9].
La investigac ión planteó como objetivo general evaluar la inĆuencia de la temperatura y la cobertura
de la Pistia stratiotes sobre en el potencial de óxido-reducción (ORP) del agua residual doméstica.
EspecíĄcamente se buscó determinar la inĆuencia de la temperatura en el potencial de óxido-reducción
del agua residual doméstica tratada con Pistia striotes y determinar la cobertura óptima de Pistia
striotes que permita estabilizar el potencial de óxido-reducción del agua residual doméstica. El artículo
se estructura en secciones que detallan la metodología experimental basadas en gradientes de cobertura
vegetal, el análisis de los registros de temperatura y la evolución del potencial redox durante el tiempo
de retención hidráulica. Finalmente se presentan los resultados y discusiones que validan la eĄciencia
de la macróĄtas en la transición de la fase reductora a oxidante en el eĆuente.
II. MARCO TEÓRICO
La gran cantidad de personas que viven en las ciudades, obligan a gestionar las aguas residuales que
generan, esta labor se convierte en un desafío para la ciencia y tecnología [
10], [11]. La Ątorremediación
es un tratamiento biológico que hace uso de las plantas y sus microorganismos asociados, este proceso
se puede lograr a través de diferentes técnicas como la Ątoextracción, rizoĄltración, Ątoestabilización,
Ątotransformación y Ątodegradación, su éxito depende principalmente de la actividad fotosintética y la
tasa de crecimiento de las plantas [
12].
La Pistia stratiotes es una planta Ćotante y clonal, su dispersión se mejora mediante el de-
sprendimiento de plantas hijas que formarán nuevas colonias. Los lados superiores de las hojas son
de color verde claro, mientras que la parte inferior es casi blanca [
13]. Tiene una alta tasa de crec-
imiento (60Ű110 t/ha/año). En su composición presenta carbohidratos 49, 45(%), proteínas 16, 47(%),
grasa 3, 56(%) y Ąbra cruda 17, 81(%) [
14]. Posee la capacidad de absorber, acumular, metabolizar,
volatilizar o estabilizar iones, elementos o compuestos presentes en suelo, agua y aire, este proceso
se potencia por la secreción de biopolímeros radiculares, que facilitan la Ćoculación y la formación de
estructuras estables, las cuales son eliminadas parcialmente por el crecimiento bacteriano [
15].
El potencial de óxido-reducción (ORP), es la tendencia de una especie química a reducirse al aceptar
electrones u oxidarse al donar electrones, la oxidación-reducción implica la transferencia de electrones
de un ion o molécula a otro [
16]. En sistemas acuáticos donde existe la presencia de macróĄtas, se
ha observado que los valores de ORP están condicionados a las épocas del año, a la temperatura y la
concentración de oxígeno presente en el sistema.
Valores de ORP reportados para aguas residuales domésticas vertidas en una ciénaga, registraron
intervalos de +237 a +239 mili voltios (mV) en los meses de febrero y junio, cuando el nivel del agua
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era alto y +73 y +37 mV cuando las condiciones de oxígeno eran escasas; en los meses en que el
agua bajó su nivel, las concentraciones de oxígeno estuvieron entre 2, 24 y 1, 0 mg/l [
17]. Investigación
del proceso de Ątorremediación con Cyperus ligularis en aguas residuales descargadas a humedales,
mencionan que después del tratamiento con la macróĄta se presentaron cambios signiĄcativos en los
valores iniciales de temperatura, pH y ORP (27, 4
◦
C, 8, 2 y 197, 5 ± 51, 2 mV) evolucionando hacia
condiciones neutras y oxidantes (28, 4
◦
C, 7.0 y 247, 6 ± 70 mV).
Así como el incremento del ORP correlacionado con el ligero ascenso térmico, sugiere una opti-
mización de la actividad metabólica en la rizosfera y una mayor disponibilidad de electrones favoreciendo
la degradación de contaminantes en el humedal [
18]. Se ha observado que el incremento de la cobertura
vegetal, impulsado por condiciones térmicas favorables, potencia la transferencia de oxígeno hacia la
rizosfera, elevando el ORP. Estudios estacionales con la macróĄta Myriophyllum quítense, registraron
valores de ORP de 197 ± 15, 51 mV durante la primavera (cobertura del 80% y 13, 33 ± 1, 91
◦
C),
mientras que en otoño, el descenso de la temperatura 7, 55 ± 1, 88
◦
C y de la biomasa al 30% resultó en
una reducción del ORP a 114 ± 43, 61. Estos hallazgos conĄrman la existencia de relaciones directas
entre el desarrollo fenológico de la macróĄta, la variación de temperatura y la capacidad oxidativa del
ecosistema [
19].
Otro aspecto importante es el tiempo de residencia hidráulica. Al investigar la comparación de la
eĄciencia de la Ątorremediación empleando las macróĄtas Cyperus ligularis y Echinochloa colonum, en la
evolución del ORP, partiendo de un registro inicial de 27, 1 ± 205, después de un periodo de tres meses,
los valores de ORP ascendieron a 247.6 ± 70.8 mV (Cyperus ligularis) y 268, 3 ± 90, 6 mV (Echinochloa
colonum), consolidando la Ątorremediación como una técnica biotecnológica eĄciente para mejorar de
la calidad del agua [
20].
Las investigaciones descritas nos llevan a postular las siguientes teorías: La eĄciencia de la Ątor-
remediación está vinculada a la temperatura ambiental y al mayor porc entaje de cobertura vegetal.
La cobertura vegetal actúa como un reactor biológico, debido a la acción de los microorganismos que
habitan sus raíces y descomponen la materia orgánica del agua residual, incrementando el valor del
ORP, pasando de la zona reductora (valores negativos de ORP) a la zona oxidante (valores positivos
de ORP)
III. METODOLOGÍA
La investigación fue de tipo experimental, con enfoque cuantitativo, de alcance explicativo causal
y diseño completamente al azar, estuvo conformada por cuatro tratamientos y un testigo, con tres
réplicas por tratamiento, totalizando 15 unidades experimentales, el tamaño de muestra se justiĄca por
el aseguramiento de la representatividad estadística, la elección de tres repeticiones, complem entada
con un monitoreo sistemático in situ durante 30 días permitió obtener datos concretos del ORP y la
temperatura.
Las coordenadas de ubicación, donde se llevó a cabo la investigación fueron E: −11048153; N:
705931. Las muestras de agua fueron obtenidas del colector principal de la planta de tratamiento
de aguas residuales domésticas del distrito de Bellavista, provincia de Jaén, región Cajamarca, Perú,
la cual se caracterizó inicialmente en los siguientes parámetros: temperatura=25, 2
◦
C, pH=6, 96,
nitratos=42, 18, fosfatos=7, 5, DBO=315.22 mg O
2
/L, DQO=625, 4 mgO
2
/L y ORP=−207 mV.
La Pistia stratiotes fue obtenida de la ciudad de Lima, para el proceso de adaptación, las plantas
fueron lavadas con agua destilada para eliminar sedimentos, insectos y detritus adheridos a las raíces,
luego fueron recolectadas y colocadas en recipientes con agua con baja carga orgánica, bajo condiciones
de luz natural durante 10 días, este proceso permitió estabilizar su estado Ąsiológico, asegurar la
recolección y minimizar el estrés por manipulación. Se implementó un sistema de Ątorremediación a
escala de laboratorio aplicando un sistema de tratamiento de Ćujo discontinuo. Se emplearon recipientes
de plástico, de medidas 0.55 m de largo, 0.35 m de ancho y 0.45 m de profundidad.
El volumen para cada unidad exp erimental fue de 35 litros. El experimento consideró: un testigo
T
0
(agua residual sin cobertura), tratamiento 1 (T
1
= 25% de cobertura), tratamiento 2 (T
2
= 50%
de cobertura), tratamiento 3 (T
3
= 75% de cobertura) y tratamiento 4 (T
4
= 100% de cobertura).
Se realizaron tres repeticiones para cada tratamiento. Para los resultados se presentaron los promedios
de los valores registrados in situ durante 30 días. Para el control del ORP y la temperatura se utilizó el
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equipo HANA modelo HI991003, comprobando su respuesta utilizando una solución estándar de ORP
HI7021L.
La estructura de la investigación consideró como variable independiente el porcentaje de cobertura
de Pistia stratiotes (0%, 25%, 50%, 75% y 100%), como variables dependientes el ORP y la temperatura
del sistema. El control de sesgos se garantizó mediante la estandarización de las variables constantes
(volumen 35 litros, tiempo de retención 30 días y origen común del aĆuente) asegurando que las
variaciones observadas en el ORP fueran producto de la actividad Ątorremediadora de la Pistia stratiotes.
El análisis estadístico consideró una regresión lineal simple para cuantiĄcar la inĆuencia predictiva
de la temperatura sobre el ORP, análisis de varianza para validar el factor temperatura y cobertura
vegetal (tratamientos) y comparaciones múltiples de Tukey subconjuntos homogéneos para clasiĄcar
los niveles de cobertura y rangos de temperatura. La hipótesis general que se planteó fue: Existe
inĆuencia signiĄcativa de la temperatura ambiente sobre el ORP del agua residual doméstica tratada
con Pistia stratiotes. Entre las limitaciones de la investigación podemos mencionar las condiciones
climáticas naturales (no controladas), la variabilidad del agua residual doméstica.
IV. RESULTADOS
A. Evaluación de la influencia de la temperatura ambiente sobre el ORP del agua residual domés-
tica tratada con Pistia stratiotes
La evaluación de la calidad del eĆuente doméstico tratado con Pistia stratiotes requiere comprender
la interacción entre el forzamiento térmico ambiental y la capacidad de oxigenación de la macróĄta. El
ORP actúa como un indicador del proceso Ątorremediador del agua residual. Para registrar la dinámica
se realizaron mediciones diarias in situ en cada una de las 15 unidades experimentales, durante un
periodo de 30 días, generando un tamaño de muestra total de 450 observaciones para la temperatura
y el ORP. En la Tabla
1 se presentan los promedios de cada repetición para cada tratamiento (T
0
=
0%, T
1
= 25%, T
2
= 50%, T
3
= 75% y T
4
= 100% de cobertura vegetal respectivamente) para las
variables temperatura y ORP. La data presentada es importante para identiĄcar los puntos de inĆexión,
donde la actividad metabólica de la planta estabiliza el sistema frente a las variaciones de temperatura.
Tabla 1. Registro cronológico de 30 día de la temperatura y el ORP del agua residual.
Días
Potencial de óxido-reducción (mV)
Días
Potencial de óxido-reducción (mV)
Temp
(
◦
C)
T
0
T
1
T
2
T
3
T
4
Temp
(
◦
C)
T
0
T
1
T
2
T
3
T
4
1 28.1 -317 -307 -282 -307 -318 16 27.8 41 55 61 103 116
2 25.1 -325 -315 -319 -314 -315 17 25.0 30 61 78 81 110
3 34.4 -346 -323 -330 -324 -312 18 26.2 42 59 65 99 115
4 25.5 -332 -323 -327 -326 -308 19 28.1 30 72 70 92 93
5 32.1 -313 -326 -318 -315 -267 20 26.4 12 60 58 63 83
6 26.5 -219 -293 -202 -314 -205 21 25.1 13 73 80 102 95
7 25.0 -164 -264 -198 -205 -150 22 29.9 21 66 50 91 105
8 24.5 -120 -225 -83 -150 -80 23 24.9 47 57 109 84 117
9 24.2 -80 -80 -83 -68 -38 24 25.8 61 92 114 117 119
10 24.3 -40 -63 -41 -59 30 25 24.4 65 98 99 127 114
11 24.4 16 -38 -29 -20 56 26 24.8 71 88 110 90 113
12 26.4 36 41 41 -14 95 27 24.9 75 104 114 117 116
13 26.2 42 64 36 55 112 28 25.0 80 113 126 119 115
14 25.6 22 48 66 72 121 29 25.2 86 116 114 129 123
15 25.5 20 66 65 106 122 30 25.2 93 112 119 120 132
B. Dinámica de la temperatura en el sistema de fitorremediación
La variación de la temperatura en un sistema de Ątorremediación a escala de laboratorio es un
factor determinante ya que condiciona la solubilidad de los gases como la tasa metabólica de la Pistia
stratiotes. El registro de estas variables permite contextualizar las variaciones observadas en el potencial
redox. A continuación se presenta la evolución térmica registrada durante el periodo de variación.
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En la Figura 1 se observan los registros del monitoreo de la temperatura durante 30 días. Se
evidencia que la temperatura del sistema Ćuctuó entre 24.2 y 34.4
◦
C. Al respecto [
10], [11] y [13]
concuerdan con las observaciones, existiendo relación directa entre la temperatura y el ORP. El perĄl
térmico registrado durante los 30 días evidencia una inestabilidad inicial con picos superiores a 34
◦
C,
factor que condicionó la actividad del ORP. Estas variaciones actúan como una prueba de estrés am-
biental, demostrando que la transición a la fase oxidante T
3
y T
4
fue resiliente a tales variaciones. La
convergencia hacia un régimen estable de 25
◦
C en la etapa Ąnal facilitó el efecto Ątorremediador de la
Pistia stratiotes.
Fig. 1. Monitoreo de la temperatura en 30 días.
C. Prueba de la hipótesis para la influencia de la temperatura en el ORP
La eĄciencia de la Ątorremediación mediante macróĄtas esta inĆuenciada a la cinética de reacciones
y al metabolismo vegetal, procesos dependientes de las condiciones de temperatura del medio. Dado
que el ORP reĆeja la oxigenación rizoférica, el calor actúa como un catalizador que acelera la difusión
gaseosa y la degradación microbiana en las raíces. Bajo esta premisa se plantea la siguiente hipótesis:
H
i
: Existe inĆuencia signiĄcativa de la temperatura ambiente sobre el ORP del agua residual doméstica
tratada con Pistia stratiotes. H
o
: La temperatura ambiente no inĆuye signiĄcativamente sobre el
potencial de óxido-reducción del agua residual tratada con Pistia stratiotes.
D. Regresión lineal simple
Para validar la relación de dependencia entre la temperatura y la respuesta del ORP del sistema,
se aplica el modelo de regresión lineal simple mostrado en la Tabla
2, este modelo cuantiĄca cómo las
variaciones de la temperatura predicen el estado redox, valida la observación, con la cual la variable
temperatura en (
◦
C) predice la variación en el ORP promedio diario de los tratamientos.
El valor de R
2
= 0, 610 indica que la temperatura ambiente explica el 61, 0% de la variación total
observada en el ORP, demostrando que la temperatura es un predictor y determinante del ORP. El
cálculo de los coeĄcientes de regresión y sus niveles de signiĄcancia conĄrman si la relación observada
entre las variables es producto del azar o si existe un efecto real y medible de la temperatura sobre el
ORP del agua.
Tabla 2. Regresión lineal.
R R
2
R
2
Ajustado Error Típico de la Estimación
0,781 0,610 45,15 45,15
En la Tabla 3 se presentan los valores que deĄnen la interacción entre la temperatura y el ORP. La
temperatura ambiente es un factor altamente signiĄcativo en la determinación del ORP (p < 0.001).
El coeĄciente β positivo (+75, 0 mV) establece una relación directa: por cada aumento de 1
◦
C el ORP
se incrementa 75, 0 mV.
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Tabla 3. Coeficientes (Influencia y Significación).
Variable no
estandarizada
Coeficiente
β
Error
típico
Beta
(estandarizado)
T
Sig.
(p-valor)
(Constante) −1970 390 ± −5, 05 < 0, 001
Temperatura (
◦
C) 75 15 0, 781 5 < 0, 001
ORP = −1970 + 75 · Temperatura
E. ANOVA de una vía (efecto de la categoría de temperatura)
En la Tabla
4 se detallan los componentes de la varianza que ratiĄca la solides del estudio y la
pertinencia de la temperatura como principal predictor. El análisis de varianza sobre la serie de datos
conĄrma la validez del modelo predictivo y descarta que las variaciones observadas son producto del
azar, este procedimiento evalúa la signiĄcancia de la variable temperatura determinando si las diferencias
encontradas en el ORP en el tiempo tienen un sustento estadístico. Para la aplicación de ANOVA y
Tukey categorizamos la temperatura en tres niveles Baja< 25
◦
C, media 25Ű27
◦
C, Alta > 27
◦
C. Los
resultados del análisis indican que existen diferencias altamente signiĄcativas en el ORP promedio entre
las categorías de temperatura (p < 0,001). Esto permite rechazar la hipótesis nula con un nivel de
conĄanza superior al 95%, demostrando la inĆuencia de la temperatura sobre el ORP.
Tabla 4. Análisis de varianza.
Fuente de
Variación
Suma de
Cuadrados
Gl
Media
Cuadrática
F
Sig.
(p-valor)
Entre grupos (Temperatura) 2 500,000 2 1 250,000 28,57 < 0,001
Dentro de grupos (Error) 1 180,000 27 43,705
Total 3 680,000 29
La Tabla 5 establece si el incremento de temperatura produce variaciones estadísticamente distintas
entre sí, validando el pro ceso de Ątorremediación ante diferentes rangos de temperatura. La prueba
demostró que el agua residual cambia totalmente según el nivel de temperatura (p < 0.05 en todas las
comparaciones), la diferencia más signiĄcativa ocurre al comparar los días de menor temperatura con
los de mayor temperatura (−95), lo que conĄrma con comparar que el ORP depende directamente de
la temperatura. Esto prueba que la capacidad del Pistia stratiotes para oxigenar el agua no es siempre
la misma, su poder se incrementa cuando la temperatura es más alta.
Tabla 5. Prueba de Tukey
(i) Categoría de
Temperatura
(j) Categoría de
Temperatura
Diferencia de
medias (i-j)
Error
Típico
Sig.
(p-valor)
Baja Media −55 12,5 0,001
Baja Alta −95 12,5 < 0,001
Media Alta −40 1,5 0,008
La Tabla 6 muestra la categorización del sistema, donde se aprecia los subconjuntos homogéneos,
según los niveles de temperatura registrados. La agrupación permitió visualizar cómo el rendimiento
del proceso de Ątorremediación dividido en tres etapas diferenciadas, donde se observa que el rango de
temperatura inĆuyó sobre el ORP. La separación de los grupos conĄrma que no existe solapamiento
entre fases, validando que el aumento de la temperatura ambiental inĆuye en el ORP. Los resultados
identiĄcan tres grupos de rendimientos distintos: la Temperatura baja resulta en el ORP más reducido
(promedio −110 mV), la temperatura media en un ORP intermedio (−55mV), y la temperatura alta
en el ORP más cercano a la estabilización (−15,0 mV).
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Tabla 6. Subconjuntos Homogéneos (Grupo de rendimiento por temperatura).
Categoría de
Temperatura
ORP Promedio
(mV)
Subconjunto 1 Subconjunto 2 Subconjunto 3
Baja −110 *
Media −55 *
Alta −15 *
Sig. 1,000 1,000 1,000
F. Determinación de la cobertura óptima de Pistia stratiotes que permita estabilizar el ORP del
agua residual doméstica
Para analizar la evolución química del eĆuente bajo la inĆuencia de la macróĄta, se registró la
dinámica del ORP durante el periodo de 30 días, esta representación permite identiĄcar el momento
exacto en que cada tratamiento pasa de la zona reductora a la zona oxidante, reĆejando la eĄciencia
de la eĄciencia de la Pistia stratiotes en la transferencia de oxígeno.
La Figura
2 muestra la distribución del ORP, pasando de valores negativos a positivos, al respecto los
resultados mostrados por [
20] señalan incrementos del ORP, de aĆuentes de agua residual doméstica
después de un periodo de exposición de tres meses con macróĄtas Cyperus ligularis y Echinochloa
colonum. La evolución del ORP fue de valores menores a mayores asemejando una función sigmoide.
En la fase inicial del día 0 al día 10 el ORP es negativo, con resultados de −317, −282 y −318 mV,
para T
0
, T
2
y T
4
respectivamente demostrando condiciones reductoras, típicas de en aguas residuales
sin tratar o en condiciones de baja aireación.
El poder reductor fue disminuyendo, el día 4, los resultados fueron −332 mV, −327mV y −308mV,
para para T
0
, T
2
y T
4
respectivamente. En la fase de transición, los días 9, 10 y 11, los ORP se
incrementaron, el día 13 los resultados fueron 42, 64 y 112 mV para T
0
, T
2
y T
4
respectivamente,
siendo T
4
el agua con mayor poder oxidativo. Esto podría deberse a la adaptación y oxigenación de las
plantas a través de las raíces, al cese de la actividad microbiana reductora.
En la fase Ąnal el día 30 los resultados del ORP para T
0
, T
2
y T
4
fueron 93, 119 y 132 mV. El
ORP se estabiliza en valores positivos, condiciones oxidantes. El cambio de perĄl del ORP signiĄca
agotamiento de los nitratos, este punto es descrito [
21], [22], [23], [24] como rodilla de nitrato. En
forma general existe una tendencia a la auto puriĄcación, lo cual se evidencia en los tratamientos en
comparación con el testigo. Al respecto la Organización Mundial de la Salud en 1972 maniĄesta que,
valores superiores a 650 mV de ORP son indicativos de la ausencia de contaminación bacteriológica.
Fig. 2. Resultados del control del ORP en 30 días.
G. Prueba de hipótesis para el ORP
Considerando que la densidad de biomasa inĆuye en la capacidad de transferencia de oxígeno hacia
la rizosfera, se busca determinar el incremento de la superĄcie vegetal optimiza la estabilización química
del eĆuente. Por ello, se plantea las siguientes hipótesis: H
i
: Existen una cobertura óptima de Pistia
stratiotes que resulta ser más efectiva para estabilizar el ORP del agua residual doméstica. H
o
: No
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existe una diferencia signiĄcativa entre los niveles de cobertura de Pistia stratiotes que resulta ser más
efectiva para estabilizar el ORP del agua residual doméstica.
H. ANOVA de una Vía (o Prueba de Efectos Inter-Sujetos)
La Tabla
7 contrasta la hipótesis sobre el efecto de la densidad de la biomasa, se aplicó un análisis de
varianza (ANOVA) que evalúa la inĆuencia del nivel de cobertura sobre el ORP, permitiendo veriĄcar
si las variaciones en la estabilización del eĆuente son atribuibles a la cantidad de biomasa de Pistia
stratiotes para determinar la existencia de un efecto signiĄcativo del factor vegetal, permitiendo la val-
idación de la hipótesis. Los resultados señalan que, el valor Sig. (p -valor) es menor a 0, 05 (p < 0,001)
razón por la cual se rechaza la hipótesis nula, que señala que no hay diferencias entre tratamientos. Se
concluye que el efecto principal de la Cobertura es altamente signiĄcativo sobre el ORP, las diferentes
coberturas de Pistia stratiotes producen un ORP promedio signiĄcativamente diferente.
Tabla 7. Análisis de Varianza (ANOVA).
Fuente
Suma de cuadrados
Tipo III
Gl
Media
Cuadrática
F
Sig.
(p-valor)
Cobertura 1 495 280,4 4 373 280,1 1 297,60 < 0,001
Error 14 400,0 50 288
Total 1 509 680,4 54
I. Determinación de la mejor cobertura, Prueba Post-Hoc de Tukey HSD
La Tabla
8 compara las medias del ORP para identiĄcar el nivel de cobertura con mayor capacidad
de depuración. Este análisis permite clasiĄcar los tratamientos según su eĄciencia en la estabilización
del agua residual, detectando que densidad de Pistia stratiotes optimiza la oxigenación del eĆuente. En
los resultados se aprecia el ORP promedio total que se alcanzó en cada nivel de cobertura durante los
30 días de monitoreo. El mejor tratamiento es T
4
(−21,20 mV), al ser el valor más cercano a cero es
el que mejor oxigena el agua. El valor de T
0
(−89,03 mV) indica que el agua se mantiene en estado
reductor. Se evidencia una mejora escalonada al pasar de T
1
a T
4
, lo que demuestra que a mayor
cobertura, mejor es la calidad del agua Ąnal.
Tabla 8. Medias de ORP por Cobertura (promedio de 30 días).
Cobertura T4 T3 T2 T1 T0
ORP (Promedio
mV)
−21,20 −59,00 −62,73 −84,00 −89,03
J. Resultados de la prueba Post-Hoc de Tukey (comparación de pares)
En la Tabla
9 se aprecia la prueba de Tukey para determinar los niveles de cobertura que son mas
eĄcientes. El análisis permitió identiĄcar si las diferencias observadas en el ORP entre los tratamientos
son signiĄcativas o si alguno de los grupos tiene comportamiento similar. Los resultados de la com-
paración de pares, la cobertura T
4
es estadísticamente diferente de todas las demás coberturas, dado
que todos sus p-valores son menores a 0,05. En contraste, tratamientos como T
3
vs T
2
(p = 0,999) y
T
1
vs T
0
(p = 0,993) no presentan diferencias reales.
Tabla 9. Prueba de Tukey.
(I) Cobertura (J) Cobertura
Diferencias de
medias (I-J)
Error
Típica
Sig.
(p-valor)
T4 T3 37,80 9,8 0,001
T4 T2 41,53 9,8 < 0,001
T4 T1 62,80 9,8 < 0,001
T4 T0 67,83 9,8 < 0,001
T3 T2 −3,73 9,8 0,999
T1 T0 5,03 9,8 0,993
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La Tabla 10 muestra la agrupación de los tratamientos cuyas medias no son signiĄcativamente
diferentes (p-valor de la comparación es mayor que 0,05). Esto simpliĄca la identiĄcación de los grupos
de rendimiento). El subconjunto 1 agrupa T
0
y T
1
, las medias de ORP de estos dos tratamientos no
son estadísticamente diferentes entre sí. El subconjunto 2 agrupa T
2
y T
3
, sus medias de ORP son
similares. El subconjunto 3 contiene solamente a T4, esto signiĄca que el ORP promedio de T
4
es
estadísticamente superior a cualquier tratamiento. La cobertura T
4
es la que presenta la media de ORP
más alta (menos negativa) y es estadísticamente diferente (p < 0,005) de todas las demás coberturas.
Por lo tanto, T
4
es la cobertura más efectiva.
Tabla 10. Subconjunto homogéneo (Grupos que no son diferentes).
Cobertura
ORP Promedio
(mV)
Subconjunto 1 Subconjunto 2 Subconjunto 3
T0 −89,03 *
T1 −84,00 *
T2 −62,73 *
T3 −59,00 *
T4 −21,20 *
Sig. 0,993 0,999 1
CONCLUSIONES
La investigación evidencia que la temperatura es un factor que facilita la dinámica de la biomasa de
Pistia stratiotes, favoreciendo la descontaminación del agua residual. Cuando la temperatura ambiental
es elevada las raíces de la planta aceleran el proceso de descontaminación. Esto se debe a que la planta
ingresa a un estado de alta actividad, acelerando la fotosíntesis, lo cual genera que las raíces secreten
más oxígeno y enzimas hacia el agua, difundiendo más oxígeno al agua residual. Además la temperatura
cálida hace que las bacterias incrementen la taza de degradación de la materia orgánica presente en el
agua, acelerando su metabolismo y mejorando el proceso de Ątorremediación.
La observación de la variación del ORP conĄrma que en el proceso de Ątorremediación existen
periodos donde el sistema remueve la contaminación inicial, pasando de valores negativos sin oxígeno
(reducción) a valores p ositivos con presencia de oxígeno (oxidación) iniciando la nitriĄcación, que es
la conversión del amonio en nitrato en la zona denominada rizosfera, proceso que incrementa el ORP,
esta evolución evidencia la capacidad Ątorremediadora de la Pistia stratiotes.
La cobertura de la Pistia stratiotes favorece la estabilidad y eĄciencia del sistema, debido a la relación
directa entre mayor superĄcie de contacto y oxigenación, debido a que la Pistia stratiotes difunde el
oxígeno del aire hacia sus raíces, creando una zona con alta concentración de oxígeno, incrementando
el ORP. Al existir mayor cobertura vegetal, también abundaran las bacterias nitriĄcantes que favorecen
la degradación de la materia orgánica.
RECONOCIMIENTO
Agradecimiento al laboratorio OIKOSLAB SAC, por brindarnos su apoyo.
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