Se investigó la tasa de decaimiento de Escherichia coli (E. coli) cuando las aguas residuales domésticas son descargadas al océano por medio de un sistema de emisario submarino, para ello se examinó la relación de tres (3) factores naturales (intensidad de luz, salinidad y proporción volumétrica de la mezcla de agua residual y agua marina) con la tasa de decaimiento bacterial, empleando un diseño experimental compuesto central rotable con diferentes combinaciones de los factores antes mencionados. Bajo cada combinación de los factores, la concentración de E. coli fue medida al inicio de cada experimento y cada media hora en un periodo total de dos (2) horas. Los resultados de la experimentación fueron analizados estadísticamente mediante una regresión paso a paso que permitió relacionar estos factores con la variable respuesta (la tasa de decaimiento de E. coli). Se desarrolló una herramienta en Matlab para encontrar la tasa de decaimiento de E. coli de acuerdo a los resultados de la experimentación. Esta herramienta se utilizó para predecir el tiempo de desaparición bacteriano (T90) según las condiciones de vertimiento del emisario submarino de Santa Marta. En su aplicación se encontró una tasa de decaimiento de 0.00357 min-1 para el fondo, 0.01066 min-1 para profundidades medias y 0.01388 min-1 para la superfi cie del océano, igualmente se estimaron valores de T90 de 283 min, 94 min y 72 min. respectivamente.