Ciencia y Educación
(L-ISSN: 2790-8402 E-ISSN: 2707-3378)
Vol. 6 No. 7.1
Edición Especial UNJBG 2025
Página 132
EFECTO DEL COAGULANTE DE CÁSCARA DE PLÁTANO SOBRE LOS PARÁMETROS
FISICOQUÍMICOS DEL AGUA DEL RIO CAPLINA
EFFECT OF BANANA PEEL COAGULANT ON THE PHYSICOCHEMICAL
PARAMETERS OF THE CAPLINA RIVER WATER
Autor: ¹Luz Delia Foraquita Adco.
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0006-1336-5158
¹E-mail de contacto: ldforaquitaa@unjbg.edu.pe
Afiliación: ¹*Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Artículo recibido: 5 de julio del 2025
Artículo revisado: 7 de julio del 2025
Artículo aprobado: 16 de julio del 2025
¹Estudiante del IX ciclo de la carrera profesional de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Resumen
En este estudio se tuvo como objetivo evaluar el
efecto del coagulante obtenido de cáscaras de
plátano en los parámetros fisicoquímicos del
agua del río Caplina. La investigación se centró
en evaluar la capacidad del coagulante para
reducir la turbidez y la conductividad eléctrica
del agua. La metodología para la elaboración
del adsorbente ecológico a partir de la cáscara
de plátano se logró al diluir 1 g de polvo de
cáscara de plátano en 100 ml de agua, luego se
usó de un agitador magnético, seguidamente se
almacenó en un recipiente de vidrio con tapa,
después se aplicó un diseño factorial 2
2
con tres
repeticiones, donde se controló dos factores, pH
y concentración de coagulante, cada uno de
ellos con dos niveles. Los resultados mostraron
una remoción de turbidez de hasta un 90% y una
disminución de la conductividad eléctrica a 121
µS/cm, utilizando una dosis de 400 mg/L de
coagulante en un pH alcalino de 8. Estos
hallazgos evidenciaron la efectividad del
coagulante natural como una alternativa
sostenible para el tratamiento de aguas
contaminadas, destacando su potencial para
mejorar la calidad del agua y contribuir a la
preservación del ecosistema acuático. Este
método no solo contribuye a reducir la
contaminación, sino que también fomenta el
reciclaje de desechos orgánicos, favoreciendo la
sostenibilidad del medio ambiente.
Palabras clave: Coagulante natural, Cáscara
de plátano, Turbidez, Conductividad
eléctrica, Tratamiento de agua.
Abstract
The objective of this study was to evaluate the
effect of the coagulant obtained from banana
peels on the physicochemical parameters of the
water in the Caplina River. The research
focuses on evaluating the coagulant's ability to
reduce turbidity and electrical conductivity of
water. The methodology for preparing the
ecological adsorbent from banana peel was
achieved by diluting 1 g of banana peel powder
in 100 ml of water, then using a magnetic
stirrer, then storing it in a covered glass
container. A 22-fold factorial design with three
replicates was then applied, where two factors,
pH and coagulant concentration, were
controlled at two levels each. The results
showed up to 90% turbidity removal and a
decrease in electrical conductivity to 121
µS/cm, using a coagulant dose of 400 mg/L at
an alkaline pH of 8. These findings
demonstrated the effectiveness of the natural
coagulant as a sustainable alternative for
treating contaminated water, highlighting its
potential to improve water quality and
contribute to the preservation of the aquatic
ecosystem. This method not only helps reduce
pollution but also encourages the recycling of
organic waste, promoting environmental
sustainability.
Keywords: Natural coagulant, Banana peel,
Turbidity, Electrical conductivity, Water
treatment.
Sumário
O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do
coagulante obtido a partir de cascas de banana
sobre os parâmetros físico-químicos da água do
Rio Caplina. A pesquisa se concentrou em
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avaliar a capacidade do coagulante em reduzir a
turbidez e a condutividade elétrica da água. A
metodologia para o preparo do adsorvente
ecológico a partir da casca de banana foi obtida
diluindo-se 1 g de pó da casca de banana em 100
ml de água, utilizando-se um agitador
magnético e armazenando-se em um recipiente
de vidro com tampa. Em seguida, foi aplicado
um planejamento fatorial de 22 vezes com três
repetições, onde dois fatores, pH e concentração
do coagulante, foram controlados em dois
níveis cada. Os resultados mostraram até 90%
de remoção da turbidez e uma diminuição da
condutividade elétrica para 121 µS/cm,
utilizando uma dose de coagulante de 400 mg/L
em pH alcalino de 8. Esses achados
demonstraram a eficácia do coagulante natural
como uma alternativa sustentável para o
tratamento de águas contaminadas, destacando
seu potencial para melhorar a qualidade da água
e contribuir para a preservação do ecossistema
aquático. Este método não só ajuda a reduzir a
poluição como também incentiva a reciclagem
de resíduos orgânicos, promovendo a
sustentabilidade ambiental.
Palavras-chave: Coagulante natural, Casca
de banana, Turbidez, Condutividade
elétrica, Tratamento de agua.
Introducción
Alrededor del mundo la calidad del agua está
siendo afectada por las actividades
antropogénicas (Nimesha, et al., 2022), de
acuerdo a los informes de la Organización
mundial de Salud (OMS), más de 2 mil millones
de personas aproximadamente no cuentan con
la suficiente cantidad de agua para vivir por el
estrés hídrico, y lamentablemente la situación
empeora por el calentamiento global (Hasima et
al., 2022). Si bien es cierto, existen muchos
tratamientos para mejorar la calidad del agua, la
mayoría de estas presentan desafíos, como el
costo, el empleo de sustancias químicas, y la
poca eficiencia (García et al., 2021). Los
procesos cotidianos para tratar el agua que
actualmente se aplican es con el sulfato de
aluminio en la operación unitaria de
coagulación (García et al., 2021). La
coagulación consiste en el empleo de
coagulantes ecológicos o químicos que tiene la
capacidad de remover partículas como
impurezas, que se miden a través de la turbidez,
estos coagulantes forman aglomerados que
precipitan para eliminarse (Nath et al., 2020). El
empleo de coagulantes químicos como el
sulfato de aluminio ocasiona efectos
secundarios en el pH del agua, así como
también pone en riesgo la salud humana al
provocar demencia presenil y enfermedades de
Alzheimer (Gurumath y Suresh, 2019).
Sin embargo, los coagulantes elaborados a
partir de productos orgánicos son considerados
seguros para la salud humana, estas presentan
proteínas eficaces para desestabilidad
químicamente las partículas suspendidas en el
agua, logrando la formación de flóculos
(aglomerados) (Levi et al., 2020). Por otro lado,
la cáscara de plátano es un residuo que
representa aproximadamente el 40% de todo el
fruto, según estudios se menciona que
principalmente está compuesta de biopolímeros
tales como pectinas, hemicelulosa, celulosa y
lignina, además resaltan que poseen grupos
funcionales hidroxilo y carboxilo (Daverey et
al., 2019). Estos componentes funcionales
activos presentes en las cáscaras de plátano
tienen la capacidad de fusionarse con
contaminantes a través de la creación de
complejos, aclarantes, coordinantes, enlaces de
hidrógeno y otros efectos (Parvatham & Asha,
2021). Así pues, la cáscara de plátano se ha
transformado progresivamente en un objeto de
estudio como un coagulante natural de fácil
acceso en usos de tratamiento de agua
(Gunaratna et al., 2007). Por este motivo, en el
presente artículo se desarrolla una solución para
mejorar la calidad del agua del rio Caplina, a
través de un proceso coagulación y floculación,
cuya metodología es de carácter experimental y
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es realizada tomando como referencia
información de fuentes bibliográficas y
adecuándola al contexto que se tiene. De esta
manera se plantea como objetivo general
evaluar el efecto del coagulante de la cáscara de
plátano (Musa × paradisiaca) sobre los
parámetros fisicoquímicos del agua del río
Caplina, para ello se emplea un diseño factorial
22 tres repeticiones, donde se tiene dos factores,
pH y concentración de coagulante, cada uno de
ellos con dos niveles para evaluar el efecto
sobre las variables de respuesta de porcentaje de
remoción de turbidez y reducción de
conductividad eléctrica.
Materiales y Métodos
La cuenca del río Caplina (4239,09 Km2)
ubicada en Tacna en el extremo sur de Perú,
nace en la cordillera del Nevado Barroso a una
altitud de 5300 m.s.n.m. Se conduce por la
Alameda Bolognesi a su paso por la ciudad de
Tacna. El lugar exacto donde se tomaron las
muestras de agua fue en el canal de río Caplina
ubicado en la Av. Los Ángeles Calana-Tacna,
con las coordenadas 17°58'41.15"S de latitud y
70°12'18.30"O de longitud, de acuerdo al
protocolo nacional de monitoreo de la calidad
del agua, las muestras se transportaron
inmediatamente al laboratorio de análisis de
agua de la Universidad Nacional Jorge Basadre
Grohmann. Las cáscaras de plátano se
recolectaron en diferentes puestos de venta de
jugos y mercados. Después que se hayan
recolectado las cáscaras de plátano, se realizó
un lavado con agua destilada para eliminar
residuos externos y posteriormente se cortaron
en trozos pequeños para un mejor secado
(Tjahjanti et al., 2021). Para el secado de las
cáscaras de plátano se utilizó un horno donde se
colocaron las cáscaras a una temperatura de
105° C por un periodo de 24 horas (Maurya y
Daverey, 2018). Luego, para la trituración se
utilizó un molino mecánico, el polvo obtenido
después de su trituración se pasó por un
tamizado con el fin de separar las partículas
trituradas y solo obtener partículas muy
pequeñas de 1 mm de diámetro, una vez
realizado este paso se almacenó en un frasco
con tapa (Nimesha et al., 2022).
Luego de obtener el polvo de cáscara de
plátano, para la elaboración del adsorbente
ecológico a partir de la cáscara de plátano se
procedió a diluir 1 g de polvo de cáscara de
plátano en 100 ml de agua destilada empleando
un matraz aforado de 100 ml, esta solución
madre se agitó con el uso de un agitador
magnético por 10 minutos, seguidamente se
almacenó la solución madre un recipiente de
vidrio con tapa, para emplearlo luego en el
estudio (Kalibbala et al., 2023). Se desarrolló un
diseño factorial 2
2
con tres repeticiones, para
ello se trabajó con muestras de agua de río
Caplina de 100 ml (Tabla 1).
Tabla 1. Diseño experimental factorial 2
2
con
tres repeticiones
N
Factores
Variables de respuesta
pH
Concentración de
coagulante (mg/L)
Turbidez
(%)
Conductividad
eléctrica
(uS/cm)
1
6
200
2
6
400
3
8
300
4
8
400
Fuente: elaboración propia
Cada vaso fue llenado con una muestra de agua
del río, luego se agregaron dosis variables de
0,2 y 0,4 mg/L de coagulante. La combinación
de agua de muestra y coagulante fue agitada
rápidamente a 150 rpm durante 2 min para
homogeneizar, algo habitual en todos los
experimentos (Lemma et al., 2024). Después, se
mezcló de manera suave con velocidades
variables de 30, 60 y 90. Antes de añadir los
coagulantes, se ajustó el pH del agua de muestra
dentro de los rangos de 6 y 8 utilizando
hidróxido de sodio 0,1 M o ácido clorhídrico 0,1
M. Luego, las muestras fueron dejadas en el
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vaso de precipitado para sedimentar sin
alteraciones durante 60 minutos. Después, se
extrajo el agua clara con una jeringa para medir
la turbidez y la conductividad eléctrica. En esta
investigación, cada experimento se llevó a cabo
tres veces y se calculó el promedio. La
eficiencia en la eliminación de turbidez del
coagulante se determinó a través de la ecuación:
Turbidity removal efficiency of coagulants =
(To-Tf)/(To) * 100, en donde T o es la turbidez
del agua antes de la coagulación (NTU) y T f es
la turbidez del agua después de la coagulación
(NTU) (Gali et al., 2022).
Resultados y Discusión
Parámetros fisicoquímicos del agua antes del
tratamiento con el coagulante de cáscara de
plátano: El agua del rio Caplina presentó un
valor de pH de 4.17, la conductividad fue de 707
uS/cm, la turbidez de 113.4 NTU y el oxígeno
disuelto de 8.50 mg/L. Estos valores indicaron
que el agua del rio Caplina era ácida, con un
conductividad eléctrica y turbidez alta (Tabla
2).
Tabla 2. Parámetros fisicoquímicos iniciales
del rio Caplina
Parámetro fisicoquímico
Valor
pH
4.17
Conductividad eléctrica (uS/cm)
707
Turbidez
113.4
Oxígeno disuelto (mg/L)
8.50
Fuente: elaboración propia
Efecto del coagulante de cáscara de plátano
sobre el parámetro de turbidez del agua del
rio Caplina
Si se compara el uso de dos concentraciones de
coagulante de cáscara de plátano a diferentes
niveles de pH entonces se determina su
eficiencia sobre la remoción de la turbidez del
agua del rio Caplina. Los resultados del análisis
de varianza para la remoción de la turbidez del
agua del rio Caplina (Tabla 3) reportó que existe
una elevada diferencia significativa (p<0,05)
entre los tratamientos, por lo tanto, se aceptó la
hipótesis alterna y se rechazó la hipótesis nula,
es decir existió un efecto significativo del pH y
concentración de coagulante de cáscara de
plátano (mg/L) sobre el porcentaje de remoción
de turbidez, pudiendo afirmar ello con un 95 %
de confianza.
Tabla 3. Análisis de varianza para el
porcentaje de remoción de turbidez
Factor de
variabilidad
(FV)
Suma de
cuadrad
os (SC)
Grado
s de
liberta
d (GL)
Cuadrad
os medios
(CM)
F
calculad
o (Fc)
p-
valor
A:
Concentraci
ón de
coagulante
(mg/L)
5297.04
1
5297.04
684.76
0.000
0
B: pH
973.08
1
973.08
125.79
0.000
0
AB
8.8752
1
8.8752
1.15
0.325
3
Error total
46.4135
6
7.73559
Total (corr.)
6339.73
11
Fuente: elaboración propia
Por otro lado, respecto a la optimización de
respuesta, para maximizar el porcentaje de
remoción de turbidez se obtuvo que con una
concentración de 400 mg/L coagulante natural
y valor 8 de pH, se puede obtener como
resultado un 90,83 % de remoción de turbidez
en el agua del rio Caplina (Tabla 4)
Tabla 4. Optimización de respuesta para
obtener 90.83 % remoción de turbidez
Factor de
variación
Bajo
Alto
Óptimo
Concentración de
coagulante
200.0
400.0
400.0
pH inicial
6.0
8.0
8.0
Fuente: elaboración propia
Figura 1: Superficie de respuesta estimada
para la remoción de turbidez a diferentes
concentraciones de coagulante natural y
niveles de pH
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En la Figura 1 se visualiza que a medida que la
concentración de coagulante aumenta y el nivel
de pH aumenta se estima un mayor porcentaje
de remoción de turbidez, es decir el porcentaje
de remoción aumenta directamente
proporcional a los factores de concentración de
coagulante y pH.
Efecto del coagulante de cáscara de plátano
sobre el parámetro de conductividad
eléctrica del agua del rio Caplina:
Si se compara el uso de dos concentraciones de
coagulante de cáscara de plátano a diferentes
niveles de pH entonces se determina su
eficiencia sobre la reducción de la
conductividad eléctrica del agua del rio Caplina.
Los hallazgos del análisis de varianza para
disminuir la conductividad eléctrica del agua
del río Caplina (Tabla 5) indicaron que hay una
considerable diferencia significativa (p<0,05)
entre los tratamientos. Por ende, se adoptó la
hipótesis alterna y se descartó la hipótesis nula.
Esto significa que hubo un impacto notable del
pH y la concentración del coagulante de cáscara
de plátano (mg/L) en la conductividad eléctrica,
lo cual se puede confirmar con un 95 % de
confianza.
Tabla 5. Análisis de varianza para la conductividad eléctrica
Factor de variabilidad (FV)
Suma de
cuadrados (SC)
Grados de
libertad (GL)
Cuadrados
medios (CM)
F calculado
(Fc)
p-valor
A: Concentración de coagulante
179830.
1
179830.
1168.57
0.0000
B: pH inicial
17710.1
1
17710.1
115.08
0.0000
AB
168.75
1
168.75
1.10
0.3354
Error total
923.333
6
153.889
Total (corr.)
198782.
11
Fuente: elaboración propia
La ecuación de regresión cuadrática ajustada al
modelo completo está dada por: Conductividad
eléctrica (uS/cm) = 993.667 -
1.48667*Concentración de coagulante -
49.6667*pH inicial + 0.0375*Concentración de
coagulante*pH inicial. Por otro lado, respecto a
la optimización de respuesta, para maximizar el
porcentaje de remoción de turbidez se obtuvo
que con una concentración de 400 mg/L
coagulante natural y valor 8 de pH, se puede
obtener como resultado 121. 667 uS/cm de
conductividad eléctrica en el agua del rio
Caplina (Tabla 6).
Tabla 6. Optimización de respuesta para
reducir a 121. 667 uS/cm en la conductividad
eléctrica
Factor de
variación
Bajo
Alto
Óptimo
Concentración de
coagulante
200.0
400.0
400.0
pH inicial
6.0
8.0
8.0
Fuente: elaboración propia
En la investigación de Chong y Kiew (2017), se
evidenció un resultado parecido, donde la
cáscara de plátano demostró la mayor remoción
de turbidez en un pH natural y levemente
alcalino (pH 8.0). En la investigación
consiguieron eliminar la turbidez bajo
condiciones alcalinas (93,4%) y ácidas (81,4%)
(Chong y Kiew, 2017). Las biomasas de cáscara
de plátano incluyen diversos elementos
químicos como el ácido carboxílico, fosfato y
grupos hidroxilo, los cuales también
desempeñan un papel activo en remoción de
turbidez (Azamzam et al., 2022). De acuerdo
con los hallazgos experimentales de Mahoma &
Shakir (2018), el aumento de una dosis inferior
a una superior mejoró la eficacia en la
eliminación de turbidez de ambos coagulantes
hasta alcanzar una dosis de 0,6 g/L, similar a lo
obtenido en los resultados del presente artículo.
Esto se atribuye al incremento del sitio activo
del coagulante
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Conclusiones
Se concluye que el efecto del coagulante de la
cáscara de plátano (Musa × paradisiaca) sobre
los parámetros fisicoquímicos del agua del río
Caplina, específicamente en el porcentaje de
remoción de turbidez y reducción de
conductividad eléctrica es significativo. El
empleo de un coagulante hecho de cáscara de
plátano resultó ser eficiente para disminuir la
turbidez del agua del río Caplina, alcanzando
una remoción de hasta un 90%. Este resultado
pone de relieve la capacidad de los coagulantes
naturales como opciones sustentables para
potenciar la calidad del agua. Se registró una
disminución considerable en la conductividad
eléctrica del agua, llegando a un nivel de 121
μS/cm. Esta reducción indica que el coagulante
no solo incrementa la transparencia del agua,
sino que también ayuda a reducir la cantidad de
iones disueltos, lo que resulta beneficioso para
la salud del ecosistema acuático. La
investigación determinó que el uso de 400 mg/L
de coagulante en un pH alcalino de 8 resultó
esencial para obtener los resultados más
favorables en la eliminación de turbidez y la
disminución de la conductividad. Esto señala
que tanto el pH como la dosis del coagulante
son elementos cruciales en la eficacia del
tratamiento. El uso de cáscaras de plátano como
coagulante constituye una alternativa
económica y respetuosa con el medio ambiente
para el tratamiento de aguas contaminadas. Este
método no solo contribuye a reducir la
contaminación, sino que también fomenta el
reciclaje de desechos orgánicos, favoreciendo la
sostenibilidad del medio ambiente.
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