Ciencia y Educación
(L-ISSN: 2790-8402 E-ISSN: 2707-3378)
Vol. 6 No. 7.1
Edición Especial UNJBG 2025
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TRATAMIENTO DE AGUAS GRISES CON COAGULANTE DE CARICA PAPAYA PARA
RIEGO HORTÍCOLA EN TACNA, 2025
GREYWATER TREATMENT WITH CARICA PAPAYA COAGULANT FOR
HORTICULTURAL IRRIGATION IN TACNA, 2025
Autores: ¹Marco Abad Mendoza Atahuachi, ²Kely Paola Suricallo Menéndez, ³Alesandra del
Rosario Guillermo Apaza,
4
Nathalie Fabiana Valderrama Maquera y
5
Jorge Fernando Pacompia
Vega.
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0007-3285-4683
²ORCID ID: https://orcid.org/0009-0006-2283-5393
²ORCID ID: https://orcid.org/0009-0007-9016-8550
4
ORCID ID: https://orcid.org/0009-0004-1476-6194
5
ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-5159-430X
¹E-mail de contacto: mamendozaa@unjbg.edu.pe
²E-mail de contacto: kpsuricallom@unjbg.edu.pe
³E-mail de contacto: arguillermoa@unjbg.edu.pe
4
E-mail de contacto: nfvalderramam@unjbg.edu.pe
5
E-mail de contacto: jpacompiav@unjbg.edu.pe
Afiliación:
1*2*3*4*5*
Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Artículo recibido: 3 de julio del 2025
Artículo revisado: 5 de julio del año
Artículo aprobado: 15 de julio del 2025
¹Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
2
Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
3
Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
4
Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
5
Docente de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú). Maestro en Ciencias (Magister Scientiae)
con mención en Gestión Ambiental y Desarrollo Sostenible.
Resumen
Esta investigación, realizada en la Universidad
Nacional Jorge Basadre Grohmann, evaluó la
eficiencia de un coagulante natural extraído de
la cáscara de Carica papaya para el tratamiento
de aguas grises destinadas al riego hortícola. En
laboratorio, usando un diseño completamente al
azar, se probaron tres dosis de coagulante: 50,
100 y 150 mg/L. Se analizó su capacidad para
reducir turbidez, sólidos suspendidos totales
(SST) y color en muestras de agua gris,
recolectadas de papayas verdes en mercados
locales. Las cáscaras se lavaron, secaron a 50°C
durante 24 horas, trituraron y tamizaron hasta
obtener polvo fino, siguiendo un procedimiento
adaptado de Gómez & Medina. Las pruebas de
jarras, realizadas según Balda (2021),
consistieron en agitación rápida por 1 minuto a
100 rpm y sedimentación por 30 minutos,
usando 250 mL de agua gris por tratamiento.
Los resultados mostraron que la dosis de 150
mg/L fue la más eficiente, logrando una
remoción de SST del 71,6 %, seguida por 100
mg/L con 65,3 % y 50 mg/L con 59,8 %. Para
el color, la mayor remoción fue con 100 mg/L
(25,4 %). La ANOVA reveló diferencias
estadísticamente significativas (p < 0.001), y la
prueba de Tukey confirmó que 150 mg/L fue la
dosis más efectiva. En conclusión, el coagulante
natural de Carica papaya demostró ser eficiente
en la remoción de turbidez en aguas grises,
destacando su potencial como alternativa
económica para su uso en riego hortícola y
manejo sostenible del recurso hídrico,
especialmente en contextos rurales y
educativos.
Palabras clave: Aguas grises, Carica
papaya, Coagulante, Porcentaje de
remoción, Riego hortícola.
Abstract
This research, carried out at the Jorge Basadre
Grohmann National University, evaluated the
efficiency of a natural coagulant extracted from
the peel of Carica papaya for the treatment of
greywater intended for horticultural irrigation.
In the laboratory, using a completely
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randomized design, three coagulant doses were
tested: 50, 100, and 150 mg/L. Their ability to
reduce turbidity, total suspended solids (TSS),
and color was analyzed in greywater samples
collected from green papayas in local markets.
The peels were washed, dried at 50°C for 24
hours, crushed, and sieved into fine powder,
following a procedure adapted from Gómez &
Medina. Jar tests, performed according to
Balda (2021), consisted of rapid stirring for 1
minute at 100 rpm and sedimentation for 30
minutes, using 250 mL of greywater per
treatment. The results showed that the 150
mg/L dosage was the most efficient, achieving
71.6% TSS removal, followed by 100 mg/L
with 65.3% and 50 mg/L with 59.8%. For
color, the highest removal rate was 100 mg/L
(25.4%). ANOVA revealed statistically
significant differences (p < 0.001), and the
Tukey test confirmed that 150 mg/L was the
most effective dosage. In conclusion, the
natural coagulant from Carica papaya proved
efficient in removing turbidity in graywater,
highlighting its potential as an economical
alternative for use in horticultural irrigation and
sustainable water resource management,
especially in rural and educational settings.
Keywords: Graywater, Carica papaya,
Coagulant, Removal percentage,
Horticultural irrigation.
Sumario
Esta pesquisa, realizada na Universidade
Nacional Jorge Basadre Grohmann, avaliou a
eficiência de um coagulante natural extraído da
casca de Carica papaya para o tratamento de
águas cinzas destinadas à irrigação hortícola.
Em laboratório, utilizando um delineamento
inteiramente casualizado, foram testadas três
doses de coagulante: 50, 100 e 150 mg/L. Sua
capacidade de reduzir a turbidez, os sólidos
suspensos totais (SST) e a cor foi analisada em
amostras de águas cinzas coletadas de mamões
verdes em mercados locais. As cascas foram
lavadas, secas a 50 °C por 24 horas, trituradas e
peneiradas até formar um pó fino, seguindo um
procedimento adaptado de Gómez & Medina.
Os testes de jar, realizados de acordo com Balda
(2021), consistiram em agitação rápida por 1
minuto a 100 rpm e sedimentação por 30
minutos, utilizando 250 mL de águas cinzas por
tratamento. Os resultados mostraram que a
dosagem de 150 mg/L foi a mais eficiente,
alcançando 71,6% de remoção de SST, seguida
por 100 mg/L com 65,3% e 50 mg/L com
59,8%. Para a cor, a maior taxa de remoção foi
de 100 mg/L (25,4%). A ANOVA revelou
diferenças estatisticamente significativas (p <
0,001), e o teste de Tukey confirmou que 150
mg/L foi a dosagem mais eficaz. Em conclusão,
o coagulante natural de Carica papaya
demonstrou ser eficiente na remoção de
turbidez em águas cinzas, destacando seu
potencial como uma alternativa econômica para
uso em irrigação hortícola e gestão sustentável
de recursos hídricos, especialmente em
ambientes rurais e educacionais.
Palavras-chave: Águas cinzas, Carica
papaya, Coagulante, Porcentagem de
remoção, Irrigação hortícola.
Introducción
En el contexto actual de creciente escasez de
agua y necesidad de prácticas sostenibles, el
tratamiento y reúso de aguas grises se presenta
como una alternativa viable para optimizar el
recurso hídrico, especialmente en zonas urbanas
y educativas. Las aguas grises, provenientes
principalmente de lavabos, duchas y lavandería,
contienen niveles moderados de contaminantes
que, si se tratan adecuadamente, pueden ser
reutilizadas de manera segura en actividades no
potables como el riego agrícola. En este marco,
la búsqueda de soluciones ecoeficientes ha
impulsado la investigación sobre el uso de
coagulantes naturales como una opción
sustentable frente a los productos químicos
convencionales. Entre ellos, la Carica papaya,
una planta de origen tropical ampliamente
cultivada en el Perú, ha demostrado poseer
propiedades coagulantes efectivas gracias a los
compuestos bioactivos presentes en sus
semillas, como proteínas y enzimas capaces de
aglutinar partículas suspendidas (Amran et al.,
2022).
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En el Perú, la creciente contaminación de los
cuerpos de agua superficiales representa una
amenaza significativa para la salud pública y el
equilibrio ambiental. Las fuentes hídricas como
ríos, pozas y quebradas están siendo afectadas
por descargas de aguas residuales domésticas
sin tratamiento adecuado, especialmente en
zonas urbanas en expansión, como el distrito de
Gregorio Albarracín Lanchipa en Tacna, donde
la ausencia de sistemas de potabilización en
lugares como las Pozas de Arunta genera
infiltraciones hacia aguas subterráneas,
afectando su calidad y disponibilidad (López &
Bejar, 2024).
Esta situación se agrava durante las temporadas
de lluvias, cuando los ríos como el Llullan,
Paria y Chucchun incrementan su turbidez,
haciendo inviable su uso directo sin un proceso
previo de clarificación. Frente a este panorama,
se hace evidente la necesidad de aplicar
soluciones sostenibles, de bajo costo y
adecuadas al contexto local. Diversos estudios
han demostrado que los coagulantes naturales,
como las semillas de Carica papaya, la penca de
pitahaya, la Opuntia ficus indica, así como
especies andinas como la mashua, la papa, la
tara y el trigo, presentan una alta eficiencia en
la remoción de turbidez, sólidos suspendidos y
demanda biológica de oxígeno, sin alterar
significativamente el pH del agua tratada
(Dávila et al., 2019; Amran et al., 2021; Jaco et
al., 2022). Estas investigaciones reflejan una
alternativa viable frente al uso de coagulantes
químicos, promoviendo una gestión más
responsable del recurso hídrico, con énfasis en
el reúso de aguas grises para riego hortícola y la
potabilización de aguas superficiales. En
consecuencia, se hace urgente promover el
desarrollo y la aplicación de tecnologías
basadas en insumos naturales que respondan a
la problemática hídrica nacional, mejorando la
calidad del agua disponible para la población,
especialmente en regiones donde el acceso a
servicios de saneamiento aún es limitado. La
presente investigación se desarrolla en la
Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann
con el propósito de evaluar la eficacia del
coagulante natural de Carica papaya en el
tratamiento de aguas grises para su posterior
reutilización en el riego de cultivos hortícolas.
Esta propuesta busca no solo promover la
sostenibilidad ambiental dentro del campus
universitario, sino también fomentar el uso de
tecnologías limpias y de bajo costo accesibles a
comunidades con recursos limitados,
contribuyendo así a una gestión responsable del
agua en el ámbito académico y social.
Materiales y Métodos
Esta investigación tuvo como objetivo analizar
la efectividad del coagulante natural obtenido a
partir de la cáscara de Carica papaya (papaya
verde) en el tratamiento de aguas grises
destinadas al riego hortícola. Para ello, se
implementó un diseño completamente al azar
(DCA) en un entorno de laboratorio, en el cual
se dosificaron distintas concentraciones del
coagulante con el fin de medir su impacto sobre
tres parámetros principales: sólidos
suspendidos totales (SST), color y fósforo total.
La turbidez se midió utilizando un turbidímetro
HANNA HI-93703, siguiendo el procedimiento
descrito por Medidor portátil de turbidez
compatible con ISO (s.f.). La calibración se
realizó con soluciones estándar (HI-93703-0,
HI-93703-10, HI-93703-500), conforme al
protocolo del fabricante. Las muestras fueron
homogenizadas, colocadas en viales libres de
burbujas y analizadas en aproximadamente 25 s
por lectura.
El pH se determinó con un potenciómetro
Thermo Scientific Orion 4 Star, calibrado
previamente con soluciones tampón de pH 4, 7
y 10. Las lecturas se realizaron directamente en
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las muestras, tras el enjuague y secado del
electrodo. La eficiencia de los coagulantes se
evaluó mediante la prueba de jarras (Balda,
2021), empleando 250 mL de agua gris por
tratamiento. Se ensayaron dosis de 50, 100 y
150 mg/L de coagulante. La mezcla rápida se
efectuó durante 1 min a 100 rpm, seguida de una
fase de sedimentación estática de 30 min.
Mucílago de Carica Papaya para las semillas de
la Carica papaya se obtuvieron de los residuos
generados en los hogares, otro de los puntos a
recolectar es en las juguerías de los diferentes
mercados. Las semillas obtenidas de la papaya
son depositadas en un recipiente;
posteriormente, se lavan minuciosamente con
abundante agua para eliminar el mucílago. Una
vez separados, se coloca en otro recipiente, se
agrega agua destilada y se mezcla durante
minutos con el objetivo principal de eliminar
cualquier impureza. Después se elimina el
exceso de agua de las semillas utilizando un
colador y se procede a medir su peso total. A
continuación, se lleva a cabo el secado de las
semillas en una estufa a una temperatura de
70°C durante una hora, tomando como
referencia el trabajo de Gómez y Medina
(2021). Se procede a triturar con un mortero
para luego tamizar y formar el polvo fino, se
recoge en un recipiente cerrado hasta utilizarlo
en el agua gris (Figura 2). La administración de
dosis del coagulante, se basa en el trabajo de
Barbarán et al. (2017) donde el primer
tratamiento se está basando en una dosis de 5gr
de coagulante por litro, el segundo tratamiento
es de 10gr por litro y siendo el tercer tratamiento
con 15gr por litro.
Figura 1: Elaboración del mucílago
A) Semillas de papaya; B) Molienda, post
secado; C) Pesaje de la dosis. Se emplearon
distintos equipos y materiales de laboratorio
como espectrofotómetro, balanza analítica,
horno, termoreactor, molino, desecador, equipo
de jarras y filtros de fibra de vidrio, además de
cristalería y reactivos como persulfato de
potasio, hidróxido de sodio y agua
desmineralizada. El análisis estadístico de los
datos fue desarrollado mediante los programas
Microsoft Excel, empleándose pruebas de
ANOVA y Tukey para determinar la dosis
óptima de coagulante y establecer diferencias
significativas entre tratamientos.
Resultados y Discusión
La presente investigación tuvo como finalidad
evaluar la eficacia del coagulante natural
extraído de la cáscara de Carica papaya en la
remoción de contaminantes presentes en aguas
grises, con el propósito de reutilizarlas en el
riego hortícola. Se aplicaron tres dosis del
coagulante natural (50, 100 y 150 mg/L) en
pruebas de jarras, evaluando su efecto sobre los
parámetros de sólidos suspendidos totales
(SST), color y fósforo total. Los resultados
obtenidos fueron comparados con un
tratamiento convencional a base de sulfato de
aluminio. Los análisis mostraron que la mayor
eficiencia en la remoción de sólidos
suspendidos totales se logró con la dosis de 150
mg/L, alcanzando un promedio de remoción del
71,6 %, mientras que las dosis de 100 mg/L y
50 mg/L presentaron eficiencias del 65,3 % y
59,8 %, respectivamente. Estos resultados
indican que, a mayor concentración del
coagulante natural, se incrementa la remoción
de material particulado, aunque con diferencias
moderadas entre tratamientos.
En cuanto al parámetro de color, se observó una
remoción máxima del 25,4 % con la dosis de
100 mg/L, ligeramente superior a las dosis de
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150 mg/L (24,7 %) y 50 mg/L (21,1 %), lo que
sugiere una capacidad intermedia de
eliminación de compuestos cromóforos. Por
otro lado, la remoción de fósforo total fue más
destacada en la dosis de 150 mg/L, con un
promedio de 28,5 %, superando a las dosis de
100 mg/L (23,9 %) y 50 mg/L (19,4 %), aunque
sin alcanzar los niveles requeridos para una
descarga segura al medio ambiente (Figura 2).
Figura 2. Comparativos del porcentaje de
remoción de SST, color y fósforo total
Remoción de sólidos suspendidos totales
(SST)
Se observa una tendencia ascendente clara. A
medida que aumenta la dosis del coagulante,
mejora la eficiencia de remoción. Con 50 mg/L
se logra una remoción de 59,8 %, con 100 mg/L
sube a 65,3 %, y con 150 mg/L alcanza un
máximo de 71.6 %. Este comportamiento indica
que el coagulante natural tiene una alta
capacidad para remover partículas en
suspensión, siendo más efectivo a mayores
concentraciones.
Remoción de color
En este caso, la remoción no presenta una
tendencia creciente constante. La mayor
eficiencia se alcanza con 100 mg/L (25,4 %),
ligeramente superior a la obtenida con 150
mg/L (24,7 %) y considerablemente mejor que
con 50 mg/L (21,1 %). Esto sugiere que hay una
dosis óptima intermedia para remover
compuestos responsables de la coloración del
agua, pero que el incremento en la dosis no
garantiza una mejora continua en este
parámetro. Aquí sí se presenta una mejora
progresiva. Con 50 mg/L se obtiene una
remoción del 19.4 %, con 100 mg/L se
incrementa a 23.9 %, y con 150 mg/L se alcanza
el valor más alto con 28.5 %.
Figura 3. Remoción de turbidez
En la figura 3, se observa una tendencia clara: a
mayor dosis, mayor remoción de SST,
asimismo, la mayor remoción se da con 100
mg/L, pero no hay una relación lineal tan clara
como con los SST. Finalmente, la remoción
creciente y sostenida con la dosis, indicando
que el coagulante natural es también útil para
reducir fósforo en aguas grises.
Tabla 1. Porcentaje de remoción
Dosis
(mg/L)
Turbidez
inicial
(NTU)
Turbidez
final
(NTU)
Remoción
promedio
(%)
50
91.5
36.6
60.0
100
99.8
33.9
66.0
150
109.9
30.7
72.0
Fuente: elaboración propia
Los resultados mostraron que con una dosis de
50 mg/L, la turbidez inicial promedio fue de
91,5 NTU, reduciéndose a un valor final de 36,6
NTU, lo que representa una remoción del 60,0
%. Para la dosis de 100 mg/L, la turbidez
promedio fue de 99,8 NTU, disminuyendo hasta
33.9 NTU, con una remoción del 66,0 %.
Finalmente, la dosis de 150 mg/L partió de una
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turbidez promedio de 109.9 NTU, logrando una
reducción hasta 30,7 NTU, lo que equivale a
una remoción del 72,0 % (Tabla 1).
Tabla 2. Análisis de Varianza (ANOVA)
Variación
Suma de
cuadrados
gl
F
p-valor
Dosis
481.31
2
158.69
< 0.001
Error
18.20
12
Total
499.51
14
Nota. Existen diferencias estadísticamente
significativas entre las dosis aplicadas (p <
0.001).
Tabla 3. Prueba de Tukey - Comparaciones
múltiples
Comparación
Diferencia
de medias
(%)
p-
valor
Significancia
50 vs 100
≈ 6.0
0.001
Sí
50 vs 150
≈ 12.0
0.001
Sí
100 vs 150
≈ 6.0
0.002
Sí
Nota. La dosis de 150 mg/L mostró mayor
eficiencia en la remoción de turbidez en
comparación con las otras dosis, siendo
estadísticamente significativa.
Los análisis estadísticos mediante ANOVA
(Tabla 2) y prueba de Tukey (Tabla 3)
confirmaron que las diferencias en la remoción
de sólidos suspendidos totales entre las tres
dosis fueron significativas, estableciendo a la
dosis de 150 mg/L como la más efectiva. En
cambio, para el parámetro de color, no se
encontraron diferencias estadísticamente
significativas entre tratamientos, lo cual indica
que el incremento de dosis no produce mejoras
sustanciales en estos parámetros. La dosis de
150 mg/L concentra los mayores valores de
remoción, con menor dispersión y mayor
consistencia en los resultados. Estos hallazgos
respaldan el uso del coagulante natural de
Carica papaya como una alternativa funcional
y sostenible para el tratamiento primario de
aguas grises, principalmente por su alta
capacidad para remover sólidos suspendidos.
Además, el uso de residuos de papaya como
materia prima reduce costos y promueve una
gestión responsable de los recursos. Su
aplicación en contextos educativos o rurales
puede ser clave para fomentar prácticas
agroecológicas y el reúso del agua con fines
agrícolas no restrictivos.
Conclusiones
Comparando los antecedentes, se confirma que
los resultados obtenidos en esta investigación
son consistentes con estudios previos tanto
nacionales como internacionales. La eficiencia
del coagulante natural de Carica papaya en la
remoción de turbidez lo posiciona como una
alternativa viable, ecológica y accesible frente a
productos químicos convencionales. Su
aplicación en contextos como el tratamiento de
aguas grises con fines de riego hortícola,
especialmente en entornos educativos o rurales,
es altamente prometedora. El coagulante natural
de Carica papaya demostró ser eficiente para la
remoción de turbidez en aguas grises,
especialmente en dosis de 150 mg/L, donde se
alcanzó un valor de remoción cercano al 72 %.
Los resultados estadísticos validan su
aplicación como una alternativa ecológica y de
bajo costo para el tratamiento primario de aguas
reutilizables en riego hortícola.
Agradecimientos
Queremos expresar nuestro más sincero
agradecimiento a la Universidad Nacional Jorge
Basadre Grohmann y a la Escuela Profesional
de Ingeniería Ambiental por su apoyo y
colaboración en la presente investigación. Su
dedicación y compromiso han sido
fundamentales para el éxito de este proyecto,
enriqueciendo significativamente nuestro
conocimiento en el área de las ciencias
ambientales.
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