Revista de la Sociedad Venezolana de
Microbiología
ISSN: 1317-973X
vrodriguelemoine@gmail.com
   Sociedad Venezolana de Microbiología
Venezuela
Barrantes, Kenia; Chacón, Luz María; Solano, Melissa; Achí, Rosario
Contaminación fecal del agua superficial de la microcuenca del río Purires, Costa Rica, 2010-2011
Revista de la Sociedad Venezolana de Microbiología, vol. 33, núm. 1, enero-junio, 2013, pp. 40-45
Sociedad Venezolana de Microbiología
Caracas, Venezuela
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=199428471009
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RSVM
Revista de la Sociedad Venezolana de Microbiología 2013; 33:40-45
Artículo original
Contaminación fecal del agua superficial de la microcuenca del río Purires, Costa Rica, 
2010-2011
Kenia Barrantes*, Luz María Chacón, Melissa Solano, Rosario Achí
Sección Infección-Nutrición, Instituto de Investigaciones en Salud (INISA), Universidad de Costa Rica.
Recibido 24 de abril de 2012; aceptado 13 de diciembre de 2012
Resumen: La contaminación fecal de las aguas superficiales es un problema importante para la salud pública, dada la transmisión de 
microorganismos patógenos. Se estima que las poblaciones ubicadas cerca de costas, ríos o lagos con elevada contaminación fecal, tienen 
mayor riesgo de desarrollar enfermedades infecciosas gastrointestinales. En esta investigación se analizó durante un año, la contaminación 
fecal en las aguas superficiales de la microcuenca del río Purires, ubicada en una zona de alta densidad poblacional en Costa Rica. En el 
100% de las muestras se detectó contaminación fecal, siendo el punto de muestreo 3 el que mostró los niveles más altos, en promedio 
2,2 x 104 Número Más Probable(NMP)/100 mL. Aunque los puntos 1 y 2 presentaron menor contaminación fecal, en promedio 6,4 x 102 
NMP/100 mL y 6,3 x 103 NMP/100 mL respectivamente, estos valores indican también mala calidad de las aguas. Con estos resultados se 
pretende llamar la atención sobre la problemática ambiental de alta contaminación fecal en las aguas superficiales de esta microcuenca. Esta 
información es un insumo para desarrollar acciones de control sobre las fuentes de contaminación que afectan la calidad de las aguas y por 
ende, la salud de las poblaciones ubicadas en su cercanía.
Palabras clave: agua superficial, ensayos acreditados, coliformes fecales, Escherichia coli.
Fecal contamination of the superficial water of the microbasin of Rio Purires, Costa 
Rica, 2010-2011
Abstract: Fecal contamination of the superficial waters is an important public health problem due to the presence of pathogenic microorganisms- 
It has been estimated that populations located close to coasts, rivers of lakes with an elevated fecal contamination have a higher risk of 
developing communicable gastrointestinal diseases. This investigation analyzed the fecal contamination of the superficial waters of the 
microbasin of the Rio Purires, located in a highly populated area of Costa Rica. Fecal contamination was detected in 100% of the samples, 
and sample point 3 was the one that showed the highest levels, with an average of 2.2 x 104 Most Probable Number (MPN)/100mL. Even 
thought points 1 and 2 presented a lower fecal contamination, an average of 6.4 x 102 MPN/100mL and 6.3 x 103 MPN/100mL, respectively, 
these values also indicate low quality water. With these results we intend to alert regarding the problem of a high fecal contamination of 
superficial waters of this microbasin. This information is an input for developing control actions over the contamination sources which 
compromise the quality of water and, therefore, the health of the populations located in its vicinity.
Keywords: superficial water, accredited tests, coliform fecal, Escherichia coli.
* Correspondencia:
E-mail: kenia.barrantes@ucr.ac.cr
Introducción contaminada [3]. Otras vías de transmisión importantes 
incluyen también la inhalación o aspiración de microgotas 
La contaminación fecal de las aguas superficiales es un de agua y la exposición directa por contacto, de piel y 
problema que incide directamente en la salud humana dada membranas mucosas, durante actividades de tipo recreativo 
la transmisión de microorganismos patógenos como virus, [1,3]. 
bacterias, protozoarios y otros parásitos [1-3]. En la mayoría En el caso de la transmisión por contacto, el riesgo de 
de los casos, la transmisión de estos microorganismos ocurre infección con patógenos presentes en las aguas contaminadas 
por la vía fecal-oral, especialmente por la ingesta de agua aumenta de acuerdo al grado de exposición. En actividades 
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como la natación o el buceo, hay un alto riesgo de transmisión de recuperar los recursos naturales de esta zona [15, 16]. Sin 
de microorganismos patógenos por medio del contacto con embargo, a pesar del grado de participación y compromiso 
la piel y membranas mucosas, además de probabilidad de por parte de la comunidad circundante a la microcuenca, 
inhalar accidentalmente e incluso, ingerir agua [3]. existen problemas de contaminación del recurso hídrico, 
Una de las infecciones relacionadas con este tipo de que van en detrimento de los ecosistemas asociados lo cual 
transmisión es la schistosomiasis [3,4]. Esta enfermedad puede afectar la salud de las poblaciones del cantón del 
se produce cuando la forma larval del parásito Schistosoma Guarco, ubicadas en esta microcuenca.
spp., está presente en el agua y penetra la piel de una persona, Por lo anterior, esta investigación analizó la calidad de las 
produciendo al final del ciclo, una infección intestinal, aguas superficiales del río Purires por medio de indicadores 
hepática o urinaria, dependiendo de la especie infectante (S. bacteriológicos como los coliformes fecales y E. coli, con 
mansoni, S. japonicum o S.haematobium) [4]. el propósito de generar información sobre el grado de 
También se ha asociado a infecciones de alta mortalidad contaminación fecal del río. Se estudió tres zonas distintas 
como la meningitis y meningoencefalitis, por inhalación de de la microcuenca, a fin de comparar y obtener información 
microgotas de agua contaminadas con amebas de vida libre específica de cada área, dado que los impactos son múltiples 
de los géneros Naegleria y Acanthamoeba [5, 6]. y caracterizan distintas áreas a lo largo del río. 
Por otro lado, algunas investigaciones han determinado 
que las poblaciones ubicadas cerca de costas, ríos o lagos Materiales y métodos
con elevada contaminación fecal, están en riesgo de 
desarrollar otro tipo de enfermedades infecciosas [7-12]. Descripción del área de estudio y puntos de muestreo: La 
En algunos de estos estudios se indica que la frecuencia microcuenca del río Purires se localiza en la parte alta de la 
de síntomas gastrointestinales en la población expuesta a cuenca del río Reventazón, entre los 83°55´ longitud oeste 
aguas contaminadas muestra una relación estadística con el y de 9°48´ a 9°54´ latitud norte, y se ubica en los cantones 
valor de coliformes fecales y Escherichia coli presentes en de El Guarco y Cartago, provincia de Cartago, Costa Rica 
el agua, e incluso, con la presencia de patógenos específicos (Figura 1). El área de la microcuenca es de 76,25 km2, con 
[8,10]. El indicador más significativo entre la exposición un perímetro de 38,79 km y una longitud de río de 14,4 km. 
a aguas ambientales y riesgo de enfermedad es E. coli, Su elevación máxima es de 2.200 msnm y su mínima es de 
mientras que en el caso específico de aguas costeras, la 1.380 msnm [12].
mejor correlación ha sido encontrada mediante la detección 
de Enterococcus/estreptococos fecales [10].
En Costa Rica, los estudios realizados a las aguas 
superficiales de las principales cuencas hidrográficas, 
han mostrado alta contaminación microbiana [13,14]. 
La principal contaminación orgánica es provocada por la 
descarga de aguas residuales domésticas no tratadas a los 
cuerpos de agua; sin embargo, otras causas de contaminación 
que no se deben subestimar son escorrentías y descargas 
orgánicas, producto del beneficiado de café, la utilización de 
tanques sépticos hasta en un 77% de la población, además de 
la erosión por efecto de la deforestación, lo que contribuye a 
aumentar la turbiedad en aguas superficiales [14].
La microcuenca del río Purires, ubicada en la provincia 
de Cartago, en Costa Rica es un afluente importante de la 
cuenca del río Reventazón, considerada como la segunda 
cuenca hidrográfica en orden de importancia en este pais y 
cuenta con múltiples zonas de impacto [13]. El manantial 
del río, ubicado en la zona alta, abastece el Acueducto Rural 
de El Guarco, en Cartago. Aunado a la actividad agrícola y 
porcina de la microcuenca, existen asentamientos urbanos 
que generan descargas de desechos, con la consiguiente 
contaminación de las zonas río abajo [13]. El uso 
inapropiado del recurso hídrico, así como de otros recursos 
naturales en esta microcuenca, se origina a partir de la 
dinámica poblacional del área que presenta problemas de 
pobreza [12,15]. Lo anterior ha conllevado un accionar por 
parte de entidades como el Programa de Gestión Ambiental 
Integral de la Universidad de Costa Rica (ProGAI), que Figura 1. Mapa de la microcuenca del río Purires y puntos de muestreo. 
desarrolla proyectos participativos en la microcuenca, a fin Mapa proporcionado por ProGAI-UCR.
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Esta microcuenca se considera como compleja, debido a se encuentran acreditados en el INISA bajo la norma 
que reúne actividades industriales, agrícolas y centros de INTE-ISO/IEC 17025:2005 ante el Ente Costarricense de 
población importantes [12,16]. Las actividades agrícola y Acreditación (ECA). Todas las muestras fueron analizadas 
ganadera se concentran en la zona alta, en donde además por separado.
se desarrollan actividades industriales dedicadas al Para la cuantificación de coliformes y E.coli, se inoculó 
procesamiento de alimentos y a la fabricación de cerámica. tubos con 9 mL de caldo lauril triptosa (OXOID) y campana 
En la zona baja se encuentran los asentamientos humanos y Durham en series de 5, en un rango de 10 mL de muestra/
cultivos de plantas para la exportación, además de la Zona tubo hasta 10-4 de muestra/tubo. Posteriormente se realizó 
Industrial de Cartago, ubicada muy cerca del río Coris, una incubación por 48 h a 35 °C, al término de la cual, 
afluente de la microcuenca en estudio [16]. Algunos estudios los tubos que mostraron turbidez y gas, fueron inoculados 
han demostrado que en la zona alta de la microcuenca, el de nuevo en 5 mL de caldo EC-MUG (OXOID) para el 
principal aporte de contaminantes que influye en la calidad análisis de coliformes fecales y E.coli. Este medio se 
de las aguas son los sedimentos, provenientes del efecto de incubó a 44,5 °C por 24 h. Se consideró como positivos para 
erosión sobre los suelos. El segundo aporte de contaminación coliformes fecales los tubos que mostraron turbidez, gas y 
es la materia fecal y las aguas jabonosas provenientes de la adicionalmente, para E.coli, fluorescencia con luz UV.
población localizada en su parte alta [12,16]. La cuantificación se realizó con base a la tabla de 
Para evaluar la presencia de contaminación fecal en las NMP/100 mL para series de 5 tubos, de acuerdo con cada 
aguas superficiales de esta microcuenca, se dividió la zona en protocolo de ensayo [17].
tres puntos de muestreo, considerados como representativos Como control positivo se utilizó E. coli ATCC 25922 y 
de las actividades que aquí se desarrollan y de fácil acceso; como control negativo Salmonella enterica serovariedad 
se excluyó el punto correspondiente al manantial del río, Enteritidis ATCC 13076.
considerado como una zona montañosa de difícil acceso.
El muestreo se realizó mensualmente, de septiembre del Análisis estadístico y evaluación de la calidad del agua: Para 
2010 a agosto del 2011, de modo que se incluyera en este el análisis de las variables coliformes fecales, E. coli, mes, 
lapso la época seca, que abarcó los meses de diciembre 2010 época seca y época lluviosa, se utilizó el paquete estadístico 
y enero a abril de 2011, y la época lluviosa, que incluyó STATISTICA 5.1, programa BASIC STATISTICS. Debido 
los meses de septiembre a noviembre de 2010 y mayo de a que las variables métricas no mostraron normalidad, se 
2011. procedió a analizar los datos por medio de una técnica de 
Las muestras fueron recolectadas en los siguientes puntos, análisis de varianza no paramétrica, el ANOVA de rangos 
conforme se observa en la figura 1: Zona de Tablón arriba, de Kruscal-Wallis. Para este análisis se utilizó el valor de 
denominada como punto 1, que correspondió a la zona de NMP/100 mL de cada muestra por separado, para un total 
mayor altura (E04961474 y N00419670), ubicado en el de 33 valores por cada parámetro bacteriológico, para cada 
distrito de Tobosi. Este punto se caracteriza por la actividad punto de muestreo, mes y época del año.
agrícola, con abundantes cultivos de hortalizas. La calidad del agua para cada punto de muestreo se 
Zona de Tablón abajo, denominada como punto 2, ubicado clasificó en categorías, conforme al reglamento para la 
en el distrito de Tobosi (E04961070 y N00420483), es una evaluación y clasificación de la calidad de cuerpos de agua 
zona de altura intermedia y en la que se observó mayor superficiales [18].
densidad poblacional, dada la presencia de viviendas en las 
márgenes del río, aunado a actividad agrícola y ganadería. Resultados y discusión
Finalmente, la zona de Guayabal, denominada como punto 
3, ubicado en el distrito de El Tejar, cabecera del cantón del Cuantificación de coliformes fecales y E.coli: En las figuras 
Guarco (E04968009 y N00421149), que correspondió a la 2 y 3 se observan los resultados, expresados como el 
zona de menor altura. Es una zona urbana, con alta densidad promedio geométrico de los valores obtenidos por triplicado, 
de población e industria ubicada muy cerca de las márgenes mensualmente durante un año, según punto de muestreo. En 
del río. el 100% de las muestras, se detectó contaminación fecal. 
Las concentraciones más altas, tanto de coliformes fecales 
Muestreo y transporte de muestras: En cada punto de como E.coli, correspondieron a la zona de Guayabal o punto 
muestreo, se recolectó muestras por triplicado utilizando 3, siendo esta diferencia estadísticamente significativa 
botellas esterilizadas, color ámbar con tapa de rosca, las (p<0,05; nivel de confianza: 95%) independientemente del 
cuales fueron transportadas en un lapso no mayor de 4 horas, mes del muestreo o de la época del año. 
al laboratorio de Microbiología de Alimentos y Aguas del Conforme al actual reglamento para la evaluación y 
INISA y analizadas el mismo día del muestreo. clasificación de los cuerpos de agua superficiales y el valor 
de coliformes fecales, se observó que el punto 1 mantuvo 
Métodos de análisis y bacterias utilizadas: En todas las una calidad de agua clase 2 (20 a 1.000 NMP/100 mL) entre 
muestras se cuantificó coliformes fecales y E. coli por la octubre de 2010 y mayo de 2011. La clase 2 significa que 
técnica de Número Más Probable (NMP/100 mL) [17]. el agua puede utilizarse para abastecimiento para consumo 
Tanto estos ensayos como el procedimiento de muestreo, humano y producción de alimentos previo tratamiento 
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El incremento en la concentración de coliformes fecales se 
observó mayormente durante la época lluviosa, en los meses 
de mayo y junio. El punto 3 presentó valores promedio de 
coliformes fecales y E.coli de hasta 8,4 x 104 NMP/100 mL. 
En otros estudios se ha detectado una variación estacional 
en aguas ambientales, específicamente en ríos y costas, con 
mayor concentración de coliformes fecales durante la época 
lluviosa que durante la época seca [19-24]. Lo anterior se 
ha asociado al fenómeno de surgencia, por efecto de las 
precipitaciones en el movimiento de las masas de agua, lo 
que contribuye con un aumento en la entrada y resuspensión 
de estos indicadores en el agua [21, 22]. Esto podría explicar 
en parte los resultados obtenidos, en donde los meses de 
mayor precipitación, en este caso junio y julio del 2011, se 
corresponden con los niveles más altos tanto de coliformes 
Figura 2. Promedio geométrico de coliformes fecales (NMP/100 mL) en fecales como E. coli para los tres puntos de muestreo. 
los puntos 1, 2 y 3 de la microcuenca del Río Purires, Costa Rica, 2010- Este fenómeno se ha observado en otros estudios y se han 
2011. ** (p<0,05) NC= 95%; prueba de Kruscal-Wallis. propuesto modelos estadísticos hidrológicos, en donde la 
concentración de E. coli en aguas superficiales se incrementa 
de forma lineal con el volumen de precipitaciones en una 
región particular [23].
Por otro lado, el punto 3 correspondiente a Guayabal, es 
la zona más baja y se ubica en el distrito de El Tejar, que 
es la cabecera del cantón de El Guarco. En esta zona se 
ha desarrollado una fuerte expansión urbana [12]. Para el 
2011, este distrito tuvo una población estimada de 20.809 
habitantes, lo cual constituyó casi el 70 % de la población 
total del cantón del Guarco, mientras que el distrito de 
Tobosi, constituyó el 17% de la población total para el 
mismo año [25].
La cercanía de estos asentamientos poblacionales a 
la microcuenca pudiera implicar un mayor riesgo de 
morbilidad por enfermedades infecciosas como la diarrea, 
acorde con resultados de otros estudios realizados en 
Figura 3. Promedio geométrico de Escherichia coli (NMP/100 mL) en los la cuenca del río Grande de Tárcoles [8,13,14]. Esta 
puntos 1, 2 y 3 de la microcuenca del Río Purires, Costa Rica, 2010-2011. 
** (p<0,05) NC= 95%; pueba de Kruscal-Wallis. cuenca se considera como la de mayor importancia dada 
la cantidad de población ubicada en la zona, así como 
convencional de desinfección. Sin embargo, a partir del industrias, agroindustrias y actividad turística establecida 
mes de junio hasta agosto de 2011, la calidad correspondió a [13,15,26]. En el estudio anterior [8], se observó que las 
clase 3 (1.000 a 2.000 NMP/100 mL), lo cual implica que la poblaciones que habitan las zonas más bajas de la cuenca 
utilización de este recurso para los mismos propósitos puede del río Grande de Tárcoles, tienen mayor probabilidad 
darse siempre y cuando se dé un tratamiento avanzado de de enfermarse por diarrea y gastroenteritis infecciosa, en 
desinfección [18]. relación a las poblaciones que habitan las zonas intermedias 
El punto 2 fluctuó entre calidad clase 4 (2.000 a 5.000 y altas de esta cuenca. Lo anterior ocurre por efecto de una 
NMP/100 mL) y clase 5 (más de 5.000 NMP/100 mL), con mayor exposición a un ambiente en donde predominan 
un incremento mayor en la concentración de coliformes contaminantes del agua y del suelo presentes por procesos 
fecales entre junio a agosto del 2011, mientras que el punto 3 acumulativos y de sedimentación [8]. Esta situación es 
mostró una calidad del agua clase 5 durante todos los meses particularmente importante en los grupos de la población 
de muestreo, mostrando un incremento en la concentración que son más vulnerables a la morbilidad y mortalidad por 
de coliformes fecales durante mayo a junio del 2011. Las enfermedades infecciosas como la diarrea y que pueden 
clases 4 y 5 significan que el agua es prácticamente un ubicarse en los territorios de mayor rezago socioeconómico, 
recurso inútil para el desarrollo de actividades humanas como el caso de las poblaciones ubicadas en la parte media 
e industriales, dada su alta carga de contaminación fecal. y en las llanuras de esta cuenca, así como por el uso del 
No se recomienda su uso para abastecimiento o consumo, agua con fines agrícolas y la contaminación de alimentos 
producción de alimentos, actividades industriales, y agua para consumo humano [8,15]. En el caso de la 
recreativa, agropecuaria, riego, acuacultura ni protección microcuenca del río Purires, la mayor densidad poblacional 
de comunidades acuáticas [18]. y de industria se ubica precisamente en una zona más baja, 
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en donde frecuentemente ocurren inundaciones durante la de la microcuenca del río Purires, mostraron una alta 
época lluviosa, lo cual aumenta la exposición directa de la contaminación fecal durante el período septiembre de 2010 
población a las aguas contaminadas [16]. a agosto de 2011, de acuerdo a los resultados de coliformes 
Es importante considerar además, que aunque los niveles fecales y E.coli obtenidos en este estudio. El punto de 
de contaminación fecal en los demás puntos de muestreo, muestreo con mayor contaminación, con categoría de 
como Tablón arriba y Tablón abajo, fueron menores a la zona calidad de agua clase 5, se ubicó en la zona más baja de 
de Guayabal, estos valores siguen siendo considerablemente esta microcuenca, con mayor densidad poblacional. Dicha 
altos, fluctuando entre clase 2 hasta clase 4. Por otro lado, información es un insumo para desarrollar acciones de 
los valores sobrepasan lo recomendado por organismos control específicas para cada una de estas zonas geográficas, 
reguladores internacionales, como la Agencia de Protección con el fin de controlar las fuentes de contaminación que 
Ambiental en EEUU (USEPA por sus siglas en inglés) y el afectan la calidad de las aguas y por ende, la salud de las 
Ministerio de Salud de Canadá (Health Canada), los cuales poblaciones ubicadas en su cercanía. 
establecen como valores máximos 126 NMP/100 mL en el 
caso de USEPA y 200 NMP/100 mL, en Canadá [27,28]. Referencias
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de muestreo Tablón arriba y Tablón abajo fueron de 220 a 1. World Health Organization. Water recreation and disease. 
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con materia fecal, a lo cual se adiciona la manipulación y fecal contamination. Environ Monit Assess. 2006; 122:171-
almacenamiento inadecuados por parte de los intermediarios 83.
[29,30]. Por otro lado, el consumo de agua contaminada 8. Chamizo H, Mora D. Estudio ecológico de las enfermedades 
también se relaciona con la aparición de brotes de diarrea, de transmisión hídrica en la cuenca hidrográfica superficial del río Grande de Tárcoles. Rev Costarric Salud Pública. 
siendo esta situación frecuente en Costa Rica, en donde 2006; 29:8-23.
se detecta Shigella, Salmonella y serovariantes patógenas 9. Prus A. Review of epidemiological studies on health effects 
de E.coli, entre otros, como agentes causales comunes from exposure to recreational water. Int J Epidemiol. 1998; 
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Los resultados del presente estudio ponen en evidencia 10. Soller J, Schoen ME, Bartrand T, Ravenscroft JE, Ashbolt NJ. Estimated human health risks from exposure to recreational 
la problemática ambiental de la contaminación fecal waters impacted by human and non-human sources of faecal 
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alta densidad poblacional, implican un riesgo para la salud Costa Rica. Rev Costarric Salud Pública. 1999; 8(15):1-9.12. Programa de Gestión Ambiental Integral (ProGAI), 
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[8,11,14], lo cual señala la necesidad de desarrollar estudios 13. Astorga Y. Recurso aguas superficiales y subterráneas con énfasis en las principales cuencas hidrográficas. Informe 
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