Bioderadabilidad-e-induccion-a-la-biodegradabilidad-de-detergentes-lquidos

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
 
BIODEGRADABILIDAD E INDUCCIÓN A LA BIODEGRADABILIDAD DE 
DETERGENTES LÍQUIDOS 
 
T E S I S 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
QUÍMICA 
 
 
 
PRESENTA 
 
Evangelina Polaco Mendoza 
 
 
 
 
 
 MÉXICO, D.F. 2012 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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JURADO ASIGNADO: 
 
 
PRESIDENTE: Profesor: Víctor Manuel Ugalde Saldivar 
 
VOCAL: Profesor: Ruth Edith Martin Fuentes 
 
SECRETARIO: Profesor: Víctor Manuel Luna Pabello 
 
1er. SUPLENTE: Profesor: Beatriz Ruiz Villafan 
 
2° SUPLENTE: Profesor: Minerva Carrasco Fuentes 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
 
Laboratorio de Microbiología Experimental, del Departamento de Biología de la 
Facultad de Química, de la Universidad Nacional Autónoma de México. 
 
 
ASESOR DEL TEMA: DR. VÍCTOR MANUEL LUNA PABELLO. 
 
SUPERVISOR TÉCNICO: M. EN C. LUCIANO HERNÁNDEZ GÓMEZ. 
 
SUSTENTANTE: EVANGELINA POLACO MENDOZA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
Al Dr. Víctor Manuel Luna Pabello, por su paciencia, por darme una gran oportunidad al 
aceptarme bajo su tutela y permitirme alcanzar esta meta. 
 
Se agradece el apoyo económico otorgado a través del Proyecto: DGAPA/PAPIME 
EN213104 y PAIP 2005 (VMLP) 6190-14. 
 
A mis padres y a mi hermana, por su cariño y su paciencia. 
 
A mis amigos a quienes conocí, conviví, crecí, soñé y aprendí de ellos a lo largo de 
mi estancia en la Facultad de Química. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INIDICE 
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................................. 10 
2. MARCO DE REFERENCIA .................................................................................................................................. 12 
2.1. MECANISMO DE DETERGENCIA .............................................................................................................................. 12 
2.2. AGENTES TENSOACTIVOS ..................................................................................................................................... 13 
2.2.1. Tipos de tensoactivos ............................................................................................................... 14 
2.2.1.1. Tensoactivos iónicos catiónicos ........................................................................................... 14 
2.2.1.2. Tensoactivos iónicos aniónicos ............................................................................................ 15 
2.2.1.3. Tensoactivos iónicos anfotéricos.......................................................................................... 16 
2.2.1.4. Tensoactivos no iónicos ........................................................................................................ 16 
2.3. DETERGENTES LÍQUIDOS ..................................................................................................................................... 18 
2.4. PROBLEMÁTICA DE LOS DETERGENTES LÍQUIDOS ................................................................................................... 18 
2.5. SOLUCIONES AL PROBLEMA DE DETERGENTES ....................................................................................................... 25 
2.6. BIODEGRADABILIDAD ............................................................................................................................................ 27 
2.6.1. PRUEBAS DE EVALUACIÓN DE LA BIODEGRADABILIDAD ........................................................................................ 27 
2.6.1.1. Biodegradabilidad aerobia mediante la relación DBO5/DQO ................................................ 27 
2.6.1.2. Prueba estándar internacional de biodegradabilidad aerobia rápida (OECD 301-A, 1997).29 
2.10. INDUCCIÓN A LA BIODEGRADABILIDAD ................................................................................................................. 30 
2.11. TOXICIDAD ........................................................................................................................................................ 30 
3. OBJETIVOS Y ESTRATEGIA DE TRABAJO ...................................................................................................... 32 
3.1. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................................................. 32 
3.2. OBJETIVOS PARTICULARES .................................................................................................................................. 32 
3.3. HIPÓTESIS ........................................................................................................................................................... 32 
3.4. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................................... 33 
3.5. ESTRATEGIA GENERAL DE TRABAJO ...................................................................................................................... 34 
3.6. ALCANCES ........................................................................................................................................................... 35 
3.7. MATERIALES Y EQUIPOS ....................................................................................................................................... 36 
4. PRIMERA ETAPA EXPERIMENTAL BIODEGRADABILIDAD DEL DETERGENTE .......................................... 39 
4.1. PRIMERA EVALUACIÓN DE BIODEGRADABILIDAD Y SELECCIÓN DE UN DETERGENTE LÍQUIDO ...................................... 39 
4.2. AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE LOS PRINCIPALES TENSOACTIVOS ................................................................. 46 
4.3. PRUEBA INTERNACIONAL BIODEGRADABILIDAD AEROBIA RÁPIDA. ............................................................................ 50 
4.4. PRUEBAS DE TOXICIDAD AGUDA. .......................................................................................................................... 55 
CONCLUSIONES PRIMERA ETAPA EXPERIMENTAL .......................................................................................................... 58 
5. SEGUNDA ETAPA EXPERIMENTAL, INDUCCIÓN A LA BIODEGRADABILIDAD. .......................................... 60 
5.1. ENSAYO INÓCULO ACLIMATADO ............................................................................................................................ 60 
5.2. EVALUACIÓN DE LA BIODEGRADABILIDAD DE ACUERDO A LA RELACIÓN DBO5/DQO USANDO EL INÓCULO ACLIMATADO.
 .................................................................................................................................................................................. 63 
5.3. PRUEBAS DE TOXICIDAD AGUDA. ........................................................................................................................... 65 
5.4. IDENTIFICACIÓN Y AISLAMIENTO DE LAS CEPAS ACLIMATADAS AL DETERGENTE. ....................................................... 66 
5.5. CONCLUSIONES PARCIALES................................................................................................................................. 69 
6. CONCLUSIONES FINALES ................................................................................................................................ 70 
7. BIBLIOGRAFÍA. ................................................................................................................................................... 71 
ANEXOS .................................................................................................................................................................. 74 
 
 
 
 
INDICE DE TABLAS 
Tabla 1. Relación de técnicas para la ejecución de las pruebas experimentales. ................................................. 36 
Tabla 2. Resultados de la prueba DQO para los cinco detergentes líquidos. ......................................................... 40 
Tabla 3. Resultados de la prueba de DBO5 para los cinco detergentes líquidos. ................................................. 41 
Tabla 4. Resultados de la relación DBO5/DQO. ..................................................................................................... 42 
Tabla 5. Porcentaje biodegradable y composición de 5 detergentes líquidos. ...................................................... 43 
Tabla 6. Determinación pruebas analíticas detergente D5. .................................................................................... 47 
Tabla 7. Biodegradabilidad de acuerdo a la relación DBO5/DQO, para la mezclas de tensoactivos. ................... 50 
Tabla 8. Contenido de cada matraz para la prueba internacional biodegradabilidad aerobia rápida. ................. 52 
Tabla 9. Porcentajes de remoción. .......................................................................................................................... 54 
Tabla 10. Resultados de DQO para evaluación de la biodegradabilidad de acuerdo a la relación DBO5/DQO. ... 63 
Tabla 11. Resultados de DBO5 con inóculo aclimatado. ....................................................................................... 64 
Tabla 12. Evaluación de biodegradabilidad de acuerdo a relación DBO5/DQO del inoculo aclimatado. ............... 64 
Tabla 13. Elongación de radículas e hipocotilos del inóculo aclimatado al D5. ...................................................... 65 
Tabla 14. Pruebas bioquímicas para identificación de cepas del inoculo aclimatado. ............................................ 67 
 
 
INDICE DE FIGURAS 
 
 
Figura 1. Tensoactivo aniónico .............................................................................................................. 15 
Figura 2. Estructura de alquildimetilbetaína ........................................................................................... 16 
Figura 3. Estructura de laurato de sorbitán ........................................................................................... 17 
Figura 4. Estrategia de trabajo, primera y segunda etapa de trabajo. ................................................... 34 
Figura 5. Espectro electrónico en disolución de nonilfenol en la región del ultravioleta. ...................... 48 
Figura 6. Espectro electrónico en la región del infrarrojo de los cristales blancos. ............................... 49 
Figura 7. Espectro electrónico en la región del infrarrojo de los cristales amarillos. ............................. 49 
Figura 8. Imagen de matraces para prueba internacional biodegradabilidad aerobia rápida. ............... 51 
Figura 9. Prueba internacional de biodegradabilidad aerobia rápida el detergente. ............................. 53 
Figura 10. Porcentaje de remoción de la prueba internacional de biodegradabilidad aerobia rápida. .. 54 
Figura 11. Imagen del esquema de la plántula Lactuca sativa al finalizar la prueba. ............................ 55 
Figura 12. Imagen comparativa, a) blanco, b) D5 al 100 %. ............................................................... 56 
Figura 13. Efecto del D5 en el crecimiento de radículas de semillas de lechuga. ................................ 56 
Figura 14. Efecto del D5 en el crecimiento del hipocotilo de semillas de lechuga. ................................ 57 
Figura 15. Ensayo de inoculo aclimatado, para el detergente D5. ........................................................ 61 
Figura 16. Ensayo de inóculo aclimatado por 56 días, para el detergente D5. ...................................... 62 
Figura 17. Imagen de bacterias gram negativas pertenecientes al inóculo aclimatado. ........................ 66 
 
ABREVIATURAS 
ABS Alquilbencesulfonato 
APHA American Public Health Association (siglas en ingles) 
AOS α-olefinsulfonato 
ASTM American Section of the International Association for Testing Materials 
(siglas en ingles) 
CNA Comisión Nacional del Agua 
D5 Detergente líquido para cocina denominado 5 
DBO5 Demanda Bioquímica de Oxígeno prueba que se realiza en 5 días 
DNasa Agar desoxirribonucleasa 
DQO Demanda Química de Oxígeno 
g Gramo 
IR Infrarrojo 
KIA Medio Kingler Iron Agar 
LAS Lauril alquilsulfonato 
mg Miligramo (1 gramo/1,000) 
mL Mililitro (1 litro/1,000) 
MIO Medio Motilidad, Indol-Ornitina 
mm Milímetro (1 metro/1,000) 
NOM Norma Oficial Mexicana 
NMX Norma Mexicana 
OD Oxígeno Disuelto (concentración) 
OECD Organization Economic Co-operation and Development (siglas en ingles) 
O/F Medio oxidativo/fermentativo 
pH pH= -log[H+] 
PTAR Planta de Tratamiento de Aguas Residuales 
SEMARNAT Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales 
SIM Agar Sulfuro-Indol-Motilidad 
SAAM Substancias activas al azul de metileno 
VP-RM Medio Voges Proskauer-Rojo de metilo 
UV Ultravioleta 
 
RESUMEN 
 
El uso indiscriminado de los detergentes líquidos se ha convertido en un grave 
problema ambiental, la mayoría de los detergentes líquidos fabricados en México no 
cuentan con información en sus etiquetas sobre si el producto es biodegradable. 
El objetivo del presente trabajo fue evaluar los componentes que hacen a un 
detergente líquido fabricado en México dañino para el ambiente y determinar la manera 
por la que se puede reducir el daño. 
Se presentan en este trabajo dos etapas experimentales, en la primera etapa, se 
evaluó la biodegradabilidad aerobia en base a la relación de la Demanda Bioquímica 
de Oxígeno realizada en 5 días (DBO5) entre la Demanda Química de Oxígeno (DQO), 
es decir, DBO5/DQO de 5 detergentes líquidos fabricados en México denominados D1, 
D2, D3, D4 y D5 por razones de confidencialidad. 
Se seleccionó uno de ellos de acuerdo con tres criterios: mayor consumo comercial, 
menor biodegradabilidad y reproducibilidad de resultado. El detergente líquido 
seleccionado fue el D5, ya que es de un alto uso comercial, su biodegradabilidad es 
del 10 % y se pueden reproducir los resultados, además que contiene en su 
formulación tensoactivos iónicos y no iónicos, esto de acuerdo las etiquetas que 
informa el fabricante. 
 Este detergente D5, fue procesado para aislar e identificar al tensoactivo no iónico 
(nonilfenol) y el tensoactivo aniónico alquilbencensulfonato (ABS). Para aislar cada 
tensoactivo se utilizaron métodos como APHA, 5540 B separación de surfactantes y 
para su identificación se utilizó espectroscopia electrónica en el intervalo del 
ultravioleta y en el intervalo del infrarrojo, llegando a la conclusión que los tensoactivos 
no se aislaron completamente sino que predominan en una mezcla. 
 
 
Se evaluó su biodegradabilidad aerobia mediante la relación DBO5/DQO de cada 
mezcla de tensoactivos, obteniéndose un porcentaje del 12 % para nonilfenol en 
mezcla y del 10 % para ABS en mezcla. Se llevó acabo la prueba de biodegradabilidad 
aerobia rápida (OECD 301-A, 1997), tanto para el detergente D5, como al nonilfenol y 
al ABS, confirmándose que no son biodegradables,ya que la OECD establece 70 % de 
remoción DQO antes de 28 días y los compuestos evaluados solo alcanzaron el 32 %, 
28 % y 49 %, respectivamente. 
Se realizó la prueba de toxicidad aguda de acuerdo al método 208 (OECD, 1993) con 
semillas de lechuga (Lactuca sativa), donde observamos que a la concentración 
comercial de uso del D5 recomendada por el fabricante, resulta letal para las plantas 
vasculares como la lechuga, donde inhibe completamente la germinación de las 
semillas. 
En la segunda etapa experimental se llevo a cabo la inducción a la biodegradabilidad 
del detergente líquido D5, por medio de un inóculo aclimatado adaptado a un mL de 
detergente D5. El inóculo se aclimató en un periodo de 14 días. Al inóculo aclimatado 
se le agregó la misma concentración de detergente que en la primera parte 
experimental para evaluar su biodegradabilidad de acuerdo a la relación DBO5/DQO 
donde su biodegradabilidad aumento de 10 % a 45 %. Se realizó la prueba de 
toxicidad aguda de acuerdo al método 208 (OECD, 1993) con semillas de lechuga 
(Lactuca sativa), para el inóculo aclimatado con D5, donde aún se observa un retraso 
en la germinación de las semillas, es decir, tiene un efecto subletal considerándose 
tóxico para las plantas vasculares después de ser inducido a la biodegradabilidad. Del 
inóculo aclimatado se identificaron tres tipos de bacterias, Pantotea agglomerans, 
Klebsiella ozaenae y Acinetobacter calcoaceticus iwoffi. 
 
En conclusión el detergente líquido D5 no es biodegradable y resulta tóxico para 
plantas vasculares, esto se debe a los tensoactivos iónicos y no iónicos que conforman 
al D5. Se puede inducir a su biodegradabilidad en un 35 % mediante el ensayo inóculo 
aclimatado pero aún así no alcanza las estándares internacionales para considerarlo 
biodegradable. 
 
 
10 
1. INTRODUCCIÓN 
 
Los detergentes en su forma comercial, líquida o sólida son de gran ayuda en las 
labores de limpieza doméstica e industrial. Cada vez se tienen nuevos y 
especializados productos para cada tipo de suciedad, lo que constituye un grave 
problema ambiental, ya que su uso es indiscriminado, se descargan en alcantarillas 
presentando alta carga en aguas residuales, contaminan suelos y cuerpos acuáticos 
superficiales y mantos freáticos. Los sistemas de tratamiento convencional de aguas 
residuales únicamente logran un bajo porcentaje de eliminación de detergentes 
(Altmajer, 2004). 
 
Los detergentes líquidos enfocados al uso doméstico están formulados con 
disolventes miscibles en agua como el etilenglicol, así como tensoactivos iónicos y 
no iónicos. Este tipo de detergentes son fáciles de usar, teniendo buenos resultados 
en la limpieza, por esta razón, en los últimos 40 años ha aumentado su importancia 
en el mercado. (Fernández, 2004). 
 
En países como Alemania, desde 1962, se prohibió el uso de tensoactivos que no 
contaran con un 80 % de biodegradabilidad. Lo anterior obligó a que la industria de 
los detergentes en ese país cambiara rápidamente a la fabricación de detergentes 
biodegradables, sin que ello implicara detrimento en el efecto limpiador ni un 
aumento en los precios, para ello fue necesario que se regularan el uso de los 
tensoactivos y se cambiara la formulación química, de tal forma que resultaran más 
vulnerables a la acción bacteriana que habita naturalmente en el medio ambiente 
(Martínez, 2002). 
 
En la Unión Europea de acuerdo con el parlamento europeo número 907/2006 donde 
se garantiza la protección del medio ambiente y de la salud humana al establecer 
normas sobre la biodegradabilidad de los detergentes, compuestos tensoactivos de 
cadenas ramificadas, son remplazados por compuestos de cadenas lineales, ya que 
alcanzan la biodegradabilidad al 80 %. 
 
 
11 
 
En general, en algunos países de América como Estados Unidos, Canadá y Brasil, 
se encuentran regulados los detergentes de uso domestico y se exige al fabricante 
que sus productos sean biodegradables, la normatividad de estos países esta 
basada en el parlamento europeo no. 907/2006. En los demás países que conforman 
América, no existen normas obligatorias para el control de compuestos tensoactivos 
que conforman la base de un detergente. Así mismo, los tensoactivos están 
constituidos por compuestos derivados de fenoles, los cuales son ingredientes con 
características tóxicas (Gordon, 1997). 
 
Actualmente, la normatividad existente en México sobre aguas residuales como la 
NOM-001-SEMARNAT-1996, que establece los límites máximos permisibles de 
contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. 
Esta NOM solo menciona que la concentración de los detergentes debe ser reducida 
antes de ser descargados en cuerpos acuáticos y terrestres receptores. Para verificar 
la calidad de los detergentes en México, son analizados de acuerdo a la NOM-002-
SCFI-1993 «Productos pre envasados. Contenido neto. Tolerancia y métodos de 
verificación» y la NOM-050-SCFI-1994 «Información comercial. Disposiciones 
generales para productos», las pruebas aplicadas son: contenido neto, eficiencia de 
lavado, veracidad del etiquetado, blancura, conservación de la tela y rendimiento, es 
decir, solo es información para el consumidor, dentro de esta información falta 
mencionar si el detergente es biodegradable y tóxico. 
 
En términos generales, la Sociedad Mexicana de Normalización y Certificación 
(NORMEX, S. C.), dentro de su catálogo de Normas NMX vigentes, cuenta con una 
sección sobre 42 Normas Mexicanas de productos higiénicos hospitalarios, 
institucionales e industriales, donde marca los porcentajes y concentraciones límite 
para la elaboración de detergentes de acuerdo al uso, así como, el porcentaje de 
biodegradabilidad que debe cumplir cada producto. 
 
 
 
12 
2. MARCO DE REFERENCIA 
 
El tema de los detergentes es muy amplio, pueden clasificarse de acuerdo con su 
uso, su estado físico o a su composición química. La mayoría de los detergentes 
funcionan bajo el mismo principio, eliminar la suciedad disolviéndola en el agua de 
lavado y modificar las manchas. Existen principalmente detergentes en polvo 
(sólidos) y líquidos, la diferencia entre ellos, está en su formulación química. Al 
enfocarnos en el uso doméstico de los detergentes, es decir, para lavar ropa, trastes 
de cocina, pisos, baños y grasa de estufas, podemos encontrar diferencias en la 
formulación al comparar detergentes en polvo y líquidos (León, 2008). 
 
De acuerdo con la Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO), la diferencia 
entre detergentes en polvo y líquidos es la siguiente: 
 En polvo: pueden contener en general agentes tensoactivos, blanqueadores, 
enzimas, abrillantadores, zeolitas y compuestos fosfatados. 
 Líquidos: contienen en general agentes tensoactivos (en mayor concentración 
que los polvos) y humectantes, siendo menos agresivos a la piel de los 
consumidores. 
El marco de referencia de este trabajo, está enfocado a detergentes líquidos de uso 
doméstico en general. 
 
2.1. Mecanismo de detergencia 
 
Todos los tensoactivos en general tienen una estructura molecular que consiste en 
una larga cadena no polar, es decir, una cadena de hidrocarburos que es soluble en 
aceite pero insoluble en agua, esta es la parte hidrofóbica. La molécula de agua es 
muy polar y forma enlaces por puentes de hidrógeno. Cuando se disuelve una sal en 
agua algunos de los puentes de hidrógeno se rompen porque los iones se interponen 
entre las moléculas de agua. Por otra parte, las moléculas de agua al ser muy 
polares se comportan como pequeños imanes que se aglomeran alrededor del ión 
en forma de capas de solvatación que constituyen las interacciones ión-dipolo. 
 
 
13 
Si en el equilibrio la energía que se gana por la solvatación supera la pérdida por la 
separación de las moléculas de sólido y la ruptura de los enlaces por puentes dehidrógeno en el agua, entonces la sustancia se disolverá, si no es así, será insoluble. 
Así pues, si la cadena de hidrocarburo de la sal de un ácido graso es corta, como en 
el acetato de sodio, sólo se romperán unos cuantos enlaces por puentes de 
hidrógeno y el compuesto será totalmente soluble. Si la cadena es muy larga, como 
en el melisato de sodio (C29H59COO
-Na+), entonces se necesitarán romper muchos 
enlaces por puentes de hidrógeno y el compuesto será insoluble o parcialmente 
insoluble. (Harold, 1999) 
 
Sin embargo, los iones tensoactivos pueden permanecer en disolución sin tener que 
romper muchos enlaces de hidrógeno. Los grupos hidrofílicos se encuentran en el 
agua y están debidamente solvatados, mientras que los hidrofóbicos están 
ordenados perfectamente lado a lado en la superficie y casi no perturban los enlaces 
por puentes de hidrógeno. Esto, energéticamente es mucho más favorable que una 
distribución uniforme de iones en el agua, entonces los iones tensoactivos al 
alinearse en la superficie superan las fuerzas intermoleculares de la tensión 
superficial disminuyéndola y a la vez formando espuma y burbujas. (Altmajer, 2004) 
 
2.2. Agentes tensoactivos 
 
Los agentes tensoactivos o también conocidos como agentes surfactantes, son 
compuestos químicos que al disolverse en agua o en otro disolvente, se orientan a la 
interfase entre el líquido y una fase sólida, líquida o gaseosa, modificando las 
propiedades de la interfase. Las modificaciones pueden estar acompañadas por 
formación de espumas, emulsiones, suspensiones, dispersiones y aerosoles. 
 
 
 
 
 
 
14 
Los tensoactivos se clasifican químicamente de acuerdo con sus grupos hidrofílicos 
como aniónicos, catiónicos, no iónicos o anfotéricos. Cuando los tensoactivos se 
utilizan en agentes de limpieza, normalmente se mezclan con diversos aditivos para 
mejorar su función y tales formulaciones se conocen como detergentes (León, 2008). 
 
2.2.1. Tipos de tensoactivos 
 
La clasificación se fundamenta en el poder de disociación del tensoactivo en 
presencia de un electrolito y de sus propiedades fisicoquímicas, pueden ser: iónicos 
o no-iónicos; y dentro de los iónicos según la carga que posea serán: catiónicos, 
aniónicos y anfóteros (Cantarero, 2010). 
 
2.2.1.1. Tensoactivos iónicos catiónicos 
El término "catiónico" se refiere a los compuestos que contienen una cadena de 8 a 
25 átomos de carbono, derivada de un ácido graso y un nitrógeno cargado 
positivamente, el anión suele ser un Cl- ,Br-, OH- , SO4
=. 
En el catión, el radical (R), representa la cadena larga (grupos alquílicos o arílicos); 
los otros radicales pueden estar reemplazados por átomos de hidrógeno u otros 
radicales alquílicos, como ejemplos: cloruro de alquildimetilbencilamonio y cloruro de 
cetiltrietilamonio. 
Los tensoactivos catiónicos son de poca utilidad en los detergentes líquidos de uso 
doméstico porque la mayoría de las superficies tienen una carga negativa y los 
cationes se absorben sobre ellas en lugar de solubilizar la suciedad adherida. Sin 
embargo, las aminas y los compuestos cuaternarios inhiben el crecimiento de 
organismos unicelulares como las bacterias y las algas. Otra función de estos 
tensoactivos es el suavizado de textiles (Altmajer, 2004). 
 
 
 
15 
2.2.1.2. Tensoactivos iónicos aniónicos 
Son espumantes, emulsionantes, se pueden usar como aditivos, sobre todo en 
formulaciones que no contienen fosfatos. Los agentes tensoactivos aniónicos, están 
caracterizados por moléculas de cationes orgánicos e inorgánicos (Na+, K+, Ca++, 
Ba++, Mg++, NH4
+ y una parte hidrofílica que contiene los grupos aniónicos (-COO- , 
-SO4
-, -PO4
=, entre otros) unido a la fracción orgánica. En la figura 1 podemos 
observar un ejemplo de tensoactivo aniónico del tipo sulfonato (Cantarero, 2010) 
 
Figura 1. Tensoactivo aniónico 
 
Además de los productos anteriores, podemos citar otros compuestos en general del 
tipo aniónico: 
 Tipo sulfonato –SO3
- ejemplos: alquilbencensulfonato de sodio (ABS), lauril 
sulfonato de sodio (LAS) y α-olefinsulfonato de sodio (AOS). Substancias 
adecuadas para las formulaciones líquidas. 
 Tipo sulfato -O–SO4
= ejemplos: alquilsulfato de sodio, alquiletersulfato de 
sodio, monoglicéridosulfato de sodio y nonilfeniletersulfato de sodio. Dan una 
alta formación de espuma. 
 Tipo fosfato -O-PO4
= ejemplos: alquilfosfato de sodio, ácido oleileterfosfórico y 
alquileterfosfato de sodio. 
 Tipo sulfoacetato ejemplo: laurilsulfoacetato de sodio CH3-CH2-CH2-O-COO-
CH2-SO3
-Na+. Constituyente principal de muchos cosméticos. 
 Tipo derivados de aminoácidos ejemplo: n-laurilsarcocinato de sodio y 
alquilamidopolipeptidato de sodio. 
 
 
 
16 
Los tensoactivos aniónicos, son substancias activas al azul de metileno (SAAM) y de 
acuerdo con la NMX-AA-039-SCFI-2001. Análisis de agua.- determinación de 
substancias activas al azul de metileno (SAAM) en aguas naturales, potables, 
residuales y residuales tratadas, este método pude emplearse para estudios de 
monitoreo de biodegradabilidad, pero no puede diferenciar entre tipos de 
tensoactivos, ya que solo detecta tensoactivos aniónicos. 
 
2.2.1.3. Tensoactivos iónicos anfotéricos. 
Los tensoactivos anfotéricos son un grupo de productos especializados que tiene 
tanto una carga positiva como una negativa en la molécula. Como contiene ambas 
cargas, pueden comportarse como catiónicos o aniónicos, dependiendo del pH de la 
disolución en la que se utilicen. Las estructuras moleculares típicas son las betaínas, 
como la que se muestra en la figura 2 la alquildimetilbetaína, este tipo de moléculas 
son catiónicas en disolución ácida y aniónicas en disolución básica, otro ejemplo son 
los aminoácidos (León, 2008). 
 
Figura 2. Estructura de alquildimetilbetaína 
 
2.2.1.4. Tensoactivos no iónicos 
Durante los últimos 30 años, los tensoactivos no iónicos han alcanzado cada día 
mayor importancia, hasta representar hoy más del 25 % de la producción total. Estos 
tensoactivos no producen iones en disolución acuosa y por este hecho son 
compatibles con cualquier otro tipo de tensoactivos. Por otra parte, son menos 
sensibles a los electrolitos, especialmente a los cationes divalentes y pueden por lo 
tanto ser utilizados en concentraciones altas de salinidad. 
 
 
17 
Los tensoactivos no iónicos son buenos detergentes, humectantes y emulsionantes. 
Algunos poseen excelentes propiedades espumantes. Otros presentan un bajo nivel 
de toxicidad y se utilizan en la fabricación de fármacos, detergentes de uso 
doméstico, cosméticos y alimentos. 
Existen numerosos tipos de tensoactivos no iónicos, sin embargo el mercado lo 
dominan los productos etoxilados, aquellos donde el grupo hidrofílico es una cadena 
poli-óxido de etileno fijada por la función hidroxilo o amina. Un ejemplo es el laurato 
de sorbitán mostrado en la figura 3 (Altmajer, 2004). 
 
Figura 3. Estructura de laurato de sorbitán 
 
Como ejemplo de ellos pueden ser: 
 Alcoholes grasos polioxietilenados: alcohol laúricoetoxilado, alcohol oleílico. 
 Alquilfenolpolioxietilenados: nonilfenoletoxilado. 
 Ácidos grasos polioxietilenados: ácido oléico etoxilado. 
 Derivados de óxidos de etileno y propileno: alcohol graso etoxilado. 
 Amidas de ácidos grasos polioxietilenados: laurildietanolamida 
polioxietilenada. 
 Aminas grasas polioxietilenadas: laurilamina polioxietilenada. 
 Esteres de ácidos grasos: monoestearato de etilenglicol. 
 Alcanolamidas: lauril monoetanolamida. 
 Derivados de azúcar: monolaurato de sacarosa. 
 Esteres de ácidos grasos derivados del sorbitol: laurato de sorbitán. 
 
 
 
18 
2.3. Detergentes líquidos 
 
Comúnmente de los tensoactivos aniónicos y no iónicos se utilizan en las 
formulaciones de detergentes líquidos, sobre todo para el uso doméstico, ya que 
son más fáciles de manejar y diluir. Este tipo dedetergentes carecen de compuestos 
fosfatados, pero contienen sulfatos que pertenecen a los tensoactivos aniónicos. 
Utilizan aditivos solubilizantes como etanol, glicoles y éteres de glicol, estos aditivos 
funcionan como disolvente-detergente y se utiliza para superficies duras, por 
ejemplo, ventanas, estufas, pisos, entre otros (Martínez, 2002). 
 
2.4. Problemática de los detergentes líquidos 
 
Las actuales formulaciones de productos de limpieza líquidas, están constituidas por 
una mezcla de uno o varios tensoactivos pertenecientes a dos grupos, aniónicos y no 
iónicos, lo que suele proporcionar un efecto sinérgico, aumentando su poder 
detergente. 
 
Los detergentes líquidos, contienen entre un 5 – 20 % de peso de tensoactivos (tanto 
aniónicos y no iónicos). De esta manera, una concentración de detergente doméstico 
de 5 g/L, originará un agua de lavado con aproximadamente 1 gramo de tensoactivo 
por cada litro, es decir, un 0.1 % en peso. (Cantarero, 2010). 
 
En México, existen 28 millones de viviendas (INEGI, 2010), supongamos que cada 
vivienda usa un detergente líquido y de acuerdo al párrafo anterior, el agua de 
lavado lleva 1 gramo de tensoactivos por cada litro, si suponemos que cada vivienda 
genera un litro de agua de lavado al día proveniente solo del uso de un detergente 
líquido, tendremos al día 28 millones de gramos, es decir, 28 toneladas de 
tensoactivos al día en aguas de lavado en México, al año la acumulación de 
tensoactivos será de 10 mil toneladas al año, las cuales, si no se les da un 
tratamiento adecuado, se incorporarán a lagos, ríos, mares y mantos freáticos. 
 
 
 
19 
Recordemos que un contaminante es una sustancia presente en una concentración 
mayor a la natural como resultado de la actividad humana, que tiene un efecto 
perjudicial neto en el medio ambiente (Manahan, 2007). 
 
Al no tratar las aguas de lavado que contienen detergentes líquidos, puede tener 
impactos ambientales como: 
 
 Los tensoactivos aniónicos, tienden a precipitar, en presencia de aguas con 
alto contenido en sales (aguas duras), dando lugar a grandes acumulaciones 
de sales. 
 
 Al acumularse grandes cantidades de tensoactivos presentan efectos tóxicos, 
en los microorganismos del agua y suelo, ya que estos microorganismos no 
pueden degradarlos a moléculas mas simples. 
 
 Puede cambiar drásticamente el pH de las aguas que los contienen afectando 
a microorganismos, plantas, animales del agua y del suelo. Los cambios en el 
pH del suelo ejercen una influencia directa sobre las plantas y sobre el 
ambiente del suelo, al crear cambios notables en la disponibilidad de 
nutrientes. 
 
 La presencia de tensoactivos en aguas residuales que llegan a ríos, lagos y 
mares, disminuyen el oxígeno disuelto (OD) en el agua que las contiene, ya 
que para oxidar a los compuestos los microorganismos utilizan oxígeno 
disponible y al no ser suficiente, provocan que animales como peces y 
microorganismos naturales de las aguas, no puedan sobrevivir. 
 
 El uso de tensoactivos no iónicos como el nonilfenol etoxilado y el octilfenol 
etoxilado, en su proceso de biodegradación producen metabolitos como el 
nonilfenol y octilfenol que aunque no son formadores de espumas, poseen 
mayor toxicidad que los compuestos originales. (Cantarero, 2010). 
 
 
20 
 
México tiene una serie de normas emitidas por la Sociedad Mexicana de 
Normalización y Certificación (NORMEX, S. C.), dentro de su catálogo de normas 
NMX vigentes, cuenta con una sección sobre 42 normas mexicanas de productos 
higiénicos para uso hospitalario, institucional e industrial. Es la única normatividad 
en México donde se exige a los fabricantes que sus productos sean biodegradables. 
Los productos domésticos no son mencionados en estas normas. Las normas son 
las siguientes: 
 
NMX-K-620-NORMEX-2008.Productos de aseo.-Desinfectante y blanqueador líquido 
concentrado, formulado con hipoclorito de sodio a una concentración de 6,0 % de 
cloro activo -Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-621-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Blanqueador líquido concentrado, 
formulado con hipoclorito de sodio a una concentración de 13 % de cloro activo.-
Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-622-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Limpiador desinfectante para 
utensilios de cocina y comedor, a base de yodo.- Especificaciones y Métodos de 
prueba. 
 
NMX-K-623-NORMEX-2008 Productos de aseo.- Limpiador líquido desengrasante y 
desinfectante para utilizarse en ambulancias.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-624-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Neutralizador líquido de cloro para 
ropa hospitalaria-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-625-NORMEX-2010. Productos de aseo.- prelavador líquido para lavado de 
ropa hospitalaria e industrial-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
 
 
 
21 
NMX-K-626-NORMEX-2008. Productos de aseo.- Detergente en polvo, de uso 
industrial, institucional y hospitalario. Especificaciones y métodos de prueba. 
 
NMX-K-627-NORMEX-2008. Productos de aseo.- Sellador y cera para pisos de 
madera, linoleum, loseta de vinilo, granito y terrazo, para ser tratado con máquina 
pulidora.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-628-NORMEX-2008. Productos higiénicos.-Detergente y desinfectante 
líquido, para aseo y desinfección de quirófano y áreas blancas, a base de derivados 
fenólicos .-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-629-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Cera para pisos de madera, 
linoleum, loseta de vinilo, granito y terrazo, para ser tratado con máquina pulidora de 
alta velocidad.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-630-NORMEX-2010. Productos de aseo.-Restaurador líquido para limpiar, 
reparar y restaurar el brillo para pisos suaves y duros.- Especificaciones y Métodos 
de prueba. 
 
NMX-K-631-NORMEX-2008. Productos higiénicos.- Líquido desinfectante para 
manos y piel que no requiere enjuague, para ser utilizado en áreas blancas y/o 
aisladas.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-632-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Jabón líquido neutro para limpieza 
de pisos, paredes y vidrios.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-633-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Jabón líquido para lavado de 
manos, para uso industrial, institucional y hospitalario.-Especificaciones y Métodos 
de prueba 
 
 
 
22 
NMX-K-634-NORMEX-2008. Productos higiénicos.-Jabón líquido desinfectante para 
lavado pre y post quirúrgico de manos y piel, a base de triclosán y PCMX.- 
Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-635-NORMEX-2008. Productos higiénicos.- Detergente y desinfectante 
líquido para aseo y desinfección de quirófano y áreas blancas, a base de sales 
cuaternarias de amonio.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-636-NORMEX-2008. Productos higiénicos.-Detergente y desinfectante en 
polvo, para limpieza y desinfección de quirófano y áreas blancas, a base de cloro 
orgánico.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-637-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Pre-lavador en polvo, removedor 
de sangre, aceite y grasas para ropa hospitalaria.-Especificaciones y Métodos de 
prueba. 
 
NMX-K-638-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Detergente, desinfectante y 
desodorante líquido para limpieza de baños y su mobiliario a base de cloruro de 
benzalconio.- Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-639-NORMEX-2008. Productos de aseo.- Desinfectante líquido de vegetales 
frescos, a base de yodo.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-640-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Limpiador desinfectante y 
desodorante quita sarro concentrado para sanitarios y materiales vítreos.-
Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-641-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Líquido removedor de ceras y 
selladores en pisos.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
 
 
23 
NMX-K-642-NORMEX-2008.Productos de aseo.-Pasta semisólida para limpiar, pulir 
y abrillantar metales.- Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-643-NORMEX-2010. Productos de aseo.- Blanqueador concentrado en 
polvo, para blanquear y desinfectar la ropa hospitalaria.-Especificaciones y Métodos 
de prueba. 
 
NMX-K-644-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Limpiador en polvo con cloro, para 
limpieza por frote de utensilios de cocina y comedor, para uso industrial institucional 
y hospitalario.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-645-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Líquido desinfectante, desodorante 
ambiental con aroma, para desinfección de pisos, superficies, mobiliario y baños, a 
base de derivados fenólicos.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-646-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Limpiador líquido desengrasante 
para disolver y remover manchas de grasa y aceite en paredes, pisos duros y 
mobiliario en general.- Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-647-NORMEX-2008. Productos de aseo.- Líquido para el tratamiento de 
trapeadores.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-648-NORMEX-2009. Productos de aseo.-Pasta para pulir y abrillantar pisos 
duros.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-649-NORMEX-2008. Productos de aseo.- Detergente en polvo para el lavado 
de ropa de uso industrial, institucional y hospitalaria.-Especificaciones y Métodos de 
prueba. 
 
NMX-K-650-NORMEX-2008. Productos de aseo.- Detergente en polvo para el lavado 
y limpieza de loza en máquinas automáticas.- Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
 
24 
 
NMX-K-651-NORMEX-2010. Productos de aseo.- Detergente líquido para el lavado 
de ropa hospitalaria e Industrial.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
 NMX-K-652-NORMEX-2008. Productos higiénicos.- Jabón líquido desinfectante para 
lavado pre y post quirúrgico de manos y piel, a base de yodo.-Especificaciones y 
Métodos de prueba. 
 
NMX-K-653-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Neutralizador en polvo para el 
lavado de ropa hospitalaria.-Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-654-NORMEX-2008. Productos de aseo.-Aditivo de enjuague y secado de 
loza para máquinas automáticas.- Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-655-NORMEX-2004. Productos de aseo –Accesorios de higienización y 
limpieza.-Trapeadores rectangulares y sus repuestos. –Especificaciones y Métodos 
de prueba. 
 
NMX-K-656-NORMEX-2004. Productos de aseo –Accesorios de higienización y 
limpieza.-Mechudos con sujetador y sus repuestos. – Especificaciones y Métodos de 
prueba. 
 
NMX-K-657-NORMEX-2004. Productos de aseo –Accesorios de higienización y 
limpieza. Fibras –Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-658-NORMEX-2004. Productos de aseo –Accesorios de higienización y 
limpieza. Discos abrasivos –Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-659-NORMEX-2004. Productos Higiénicos –Vasos cónicos de papel –
Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
 
 
25 
NMX-K-660-NORMEX-2005. Antiséptico y Germicida, Yodo Polivinilpirrolidona (Yodo 
povidona), Espuma y Solución- Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
NMX-K-662-NORMEX-2008. Productos de aseo – Neutralizante líquido de 
alcalinidad para ropa hospitalaria –Especificaciones y Métodos de prueba. 
 
2.5. Soluciones al problema de detergentes 
 
Ante la problemática de los compuestos que conforman un detergente, comenzaron 
a aparecer legislaciones que limitaban el uso de estos compuestos. La primera 
regulación se promulgó en Alemania en 1961, donde se exigía a los fabricantes de 
tensoactivos que cumplieran con el 80 % de biodegradabilidad. Así, hasta el 2004 
se promulgaron gran cantidad de normas algunas como: 
 
 La Directiva 86/94/CEE las legislaciones de los estados miembros en materia 
de detergentes. 
 La Directiva 82/242/CEE, las legislaciones de los estados miembros relativas a 
los métodos de control de la biodegradabilidad de los tensoactivos no iónicos. 
 
Todas estas normas fueron recabadas en un solo texto en el reglamento (CE) no. 
648/2004, actualmente vigente. Donde, se enlistan algunas substancias, de las 
cuales su porciento en peso no debe pasar del 0.2 % en las formulaciones de 
detergentes domésticos. Las substancias son las siguientes: 
 
 Fosfatos y fosfonatos. 
 Todos los tipos de tensoactivos. 
 Blaqueadores oxígenados y clorados. 
 EDTA y sus sales. 
 Ácido nitrilotriacético (NTA). 
 Fenoles y fenoles Halogenados. 
 Paradiclorobenceno. 
 
 
26 
 Hidrocarburos arómaticos, alifáticos y halogenados. 
 Jabón 
 Zeolitas. 
 Policarboxilatos. 
 
Una propuesta no legislada es el uso de tensoactivos de origen natural, en el sentido 
estricto de la palabra, se refieren a aquellos que provienen de fuentes naturales 
animales o vegetales que siguiendo un proceso de extracción y purificación son 
obtenidos sin sufrir modificaciones químicas que alteren estructural y biológicamente 
su condición natural. El término incluye también aquellos que han sido obtenidos por 
vía de síntesis orgánica que utilizan en su preparación materias primas de origen 
natural (León, 2008) 
 
Las materias primas de origen natural, utilizadas en la síntesis de tensoactivos 
naturales comprenden: 
1. ·Carbohidratos: 
 Monosacáridos: D-glucosa, D-galactosa, D-fructuosa. 
 Disacáridos: lactosa y sacarosa. 
 Polisacáridos derivados del almidón. 
2. Péptidos y polipéptidos: arginina, triptofano, ácido glutámico, lisina e 
hidrolizados proteicos. 
3. Aceites y grasas triglicéridas que por procesos de hidrólisis rindan 
alcoholes y ácido grasos como aceite de soya, coco, entre otros. 
4. Colesterol y sus derivados. 
 
 
El uso de las materias primas de origen natural en las formulaciones químicas de los 
detergentes mejora considerablemente la biodegradabilidad de los mismos, 
reduciendo el impacto ambiental (León, 2008). 
 
 
 
27 
2.6. Biodegradabilidad 
 
El proceso de biodegradación es un factor clave para la reducción a largo plazo de 
contaminantes orgánicos generados en los procesos industriales y desechados al 
medio ambiente en las aguas residuales. En la actualidad la eliminación de muchos 
de estos contaminantes presentes en la naturaleza es realizada con metodologías de 
tipo biológico, en las que se emplea una gran variedad de microorganismos capaces 
de degradar compuestos orgánicos. Éstos cuentan con una diversidad de enzimas 
cuya síntesis, le confieren la capacidad de degradar moléculas orgánicas 
recalcitrantes; permitiendo de esta manera, que las poblaciones logren adaptarse y 
sobrevivir bajo esa presión selectiva, que ejerce la persistencia y la acción 
antimicrobiana de algunos contaminantes, lo que dificulta la sobrevivencia de la 
mayoría de los microorganismos autóctonos de la zona afectada. Por tanto, sólo 
sobrevivirán aquellos microorganismos capaces de tolerar la existencia de ciertas 
substancias y/o que puedan aprovechar directa o indirectamente, estos compuestos 
como sustratos para la generación de biomasa microbiana o la obtención de 
energía. (Luna, 2011). 
 
2.6.1. Pruebas de evaluación de la biodegradabilidad 
 
Existen varias pruebas para evaluar la biodegradabilidad, las que se usarán en este 
trabajo son dos, las cuales se describen a continuación. 
 
2.6.1.1. Biodegradabilidad aerobia mediante la relación DBO5/DQO 
 
Esta evaluación de la biodegradabilidad se basa en determinar la Demanda 
Bioquímica de Oxígeno prueba que se realiza en 5 días (DBO5) y la Demanda 
Química de Oxígeno (DQO). Al obtener el cociente resultante de la división 
DBO5/DQO, proporciona información sobre la biodegradabilidad de los compuestos 
a evaluar. 
 
 
28 
El cociente tiene un parámetro del 0 al 1. Los resultados cercanos a la unidad, 
indicarán biodegradabilidad, valores menores a 0.5 no son considerados 
biodegradables. 
 
A continuación se describe cada prueba:Determinación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno prueba que se realiza en 
5 días (DBO5): es una prueba en la que se establecen los requerimientos relativos 
de oxígeno disuelto (OD) en aguas contaminadas como son aguas residuales 
domésticas e industriales, aguas superficiales y efluentes provenientes de plantas de 
tratamiento de aguas. 
 
El OD es la cantidad de oxígeno que está disuelto en el agua y que es esencial para 
los ríos y lagos saludables. El nivel de oxígeno disuelto puede ser un indicador de 
contaminación de agua, debido a que generalmente, un nivel alto indica un agua de 
mayor calidad, mientras que si los niveles de OD son demasiado bajos algunos 
peces y otros organismos no pueden sobrevivir en ella. (Luna, 2011). 
 
El método se basa en medir el oxígeno disuelto requerido para que los 
microorganismos inoculados degraden el material orgánico e inorgánico de una 
muestra, incubado a 28 grados Celsius, en ausencia de luz durante 5 días en una 
botella Winkler, de acuerdo con el American Public Health (APHA) (1998). Standard 
Methods for Examination of Water and Wastewater. Anexo I. 
 
Demanda Química de Oxígeno (DQO): es un parámetro que mide la cantidad de 
materia que hay en una muestra líquida susceptible de ser oxidada por métodos 
químicos. La DQO también es la cantidad de oxígeno necesario para oxidar la 
materia orgánica expresada en mg O2/L presente en un agua residual, por lo que, es 
una medida representativa de la contaminación orgánica de un efluente. Éste es un 
parámetro que se puede controlar dentro de las distintas normas de vertidos y que da 
una idea muy real del grado de contaminación. (Luna, 2011). 
 
 
29 
 
Existen distintas formas de determinar la DQO, para este trabajo utilizaremos el 
método colorimétrico de reflujo cerrado (APHA, 5220 D). La materia orgánica es 
oxidada por el ión dicromato (Cr2O7
2-), el cromo cambia del estado hexavalente (VI) 
al estado trivalente (III). Ambas especies del cromo tienen coloración y absorben en 
la región visible del espectro de 600 nm a 420 nm. Sin embargo, la presencia de 
substancias inorgánicas susceptibles a ser oxidadas como los sulfuros, sulfitos, 
yoduros, entre otros, puede causar interferencias en el método. Anexo II. 
 
 2.6.1.2. Prueba estándar internacional de biodegradabilidad aerobia rápida 
(OECD 301-A, 1997). 
 
Esta prueba se aplica en substancias no volátiles, que tiene una solubilidad mínima 
en agua de 100 mg/L. Esta prueba se basa en la determinación de Demanda 
Química de Oxígeno (DQO) a una concentración conocida (entre 10 y 40 mg 
DQO/L) de la sustancia de prueba, que es la única fuente de carbono para el 
inóculo, manteniéndose en un medio mineral, con aireación constante, en oscuridad 
y a una temperatura de 22 ± 2 °C. El curso de la biodegradabilidad es monitoreado 
por la determinación de la concentración de la DQO durante un periodo de 28 días. 
El porcentaje de biodegradación es calculado a partir de la cantidad de DQO 
removida. 
 
De acuerdo a la prueba, para que una sustancia se considere de fácil 
biodegradabilidad debe alcanzar el 70 % de DQO removida. 
 
Un inóculo, es una preparación de microorganismos a concentración conocida, que 
se transfiere a un cultivo o a un medio mineral. El inóculo puede obtenerse de una 
gran variedad de fuentes, para esta prueba de biodegradabilidad se recomiendan las 
siguientes fuentes: lodos activados, efluentes de aguas residuales, aguas 
superficiales, suelo o una mezcla de estos. 
 
 
 
30 
La fuente de inóculo común para esta prueba, es el lodo activado. Los lodos 
activados se utilizan como tratamiento biológico en una planta de tratamiento 
aerobio (PTAR), los lodos actúan como medio de cultivo donde crecen 
microorganismos, bajo controles de aireación, estos microorganismos tiene la 
habilidad de oxidar materia orgánica, por eso se les da el nombre de activados 
(Martínez, 2002). 
 
2.10. Inducción a la Biodegradabilidad 
 
La baja o nula biodegradabilidad de un compuesto o mezcla de compuestos 
presentes en aguas residuales puede deberse a diversos factores tales como: la 
toxicidad de algunos compuestos, la ausencia de microorganismos capaces de 
degradar compuestos tóxicos, entre otros. Sin embargo, existe la posibilidad de 
inducir de manera natural la degradación de un compuesto a través de la 
modificación de: 1) las condiciones abióticas y 2) las condiciones bióticas, ya sea por 
medio de la mutación de cultivos microbianos o por la inducción con un inóculo 
microbiano capaz de degradar algunos de estos compuestos. Para este último caso, 
se emplea una disolución o suspensión de la sustancia de prueba, en un medio 
mineral, la cual es inoculada e incubada bajo condiciones aerobias en la oscuridad o 
luz difusa. Posteriormente, se incrementa de manera progresiva la concentración de 
la sustancia de interés, de tal manera que sólo queden microorganismos capaces de 
tolerar y degradar dicho compuesto. (Luna, 2011). 
 
2.11. Toxicidad 
 
Un compuesto tóxico puede entrar al cuerpo principalmente por vía inhalada, 
digestiva o dérmica. La sustancia química puede causar daños en el sitio de contacto 
o ser absorbida, transportada y distribuida por la sangre hasta alcanzar diversos 
órganos. El tipo y la intensidad de sus efectos nocivos dependerán de su 
concentración en estos órganos de su forma química, física y del tiempo de 
permanencia. (Ayala, 2011). 
 
 
31 
El bioensayo de toxicidad con semillas de lechuga (Lactuca sativa L) es una prueba 
estática de toxicidad aguda (120 h de exposición), en la que se pueden evaluar los 
efectos fitotóxicos de compuestos puros o mezclas complejas a diferentes diluciones 
en el proceso de germinación de las semillas y el desarrollo de plántulas durante los 
primeros días de crecimiento. Determinando la inhibición en la germinación y la 
inhibición en la elongación de la radícula y del hipocótilo que son indicadores para 
determinar la capacidad de establecimiento y desarrollo de la planta. (Luna, 2011). 
 
La toxicidad aguda es, por lo general, más fácil de identificar y la evidencia científica 
obtenida de los estudios a corto plazo es más confiable, siendo así la base de la 
regulación y el manejo de los compuestos químicos, principalmente para casos de 
exposición ocupacional. (Ayala, 2011). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 
3. OBJETIVOS Y ESTRATEGIA DE TRABAJO 
3.1. Objetivo General 
 Evaluar los componentes que hacen a un detergente líquido fabricado en 
México dañino para el ambiente y determinar la manera por la que se puede 
reducir el daño. 
3.2. Objetivos Particulares 
a) Evaluar la biodegradabilidad aerobia de 5 detergentes fabricados en México 
mediante la relación DBO5/DQO. 
b) Seleccionar un detergente con el fin de aislar a partir de este, sus principales 
tensoactivos. 
c) Efectuar pruebas estándar internacionales de biodegradabilidad aerobia 
rápida (OECD 301-A, 1997), tanto al detergente en su conjunto, como a los 
principales componentes. 
d) Inducir a la biodegradabilidad del detergente, mediante un inoculo aclimatado. 
e) Conocer el grado de toxicidad aguda del detergente seleccionado en cada 
etapa. 
f) Aislar bacterias provenientes de lodos activados, las cuales son reconocidas 
por su crecimiento en aguas residuales 
 
3.3. Hipótesis 
El uso de productos como un detergente líquido ajenas en un entorno biológico 
puede resultar dañino, si se emplean en cantidades considerables. Es posible 
detectar a las substancias presentes en los detergentes líquidos por medio de 
métodos químicos y determinar la biodegradabilidad, así como el daño en el 
desarrollo de modelos vegetales. 
 
 
 
33 
3.4. Justificación 
 
En México no existe normatividad que regule las formulaciones de detergentes para 
que sean productos biodegradables. En el reglamento europeo (CE) No. 648/2004,que está actualmente en vigor, se enlistan una serie de substancias de las cuales su 
porcentaje en peso dentro de la formulación del detergente no debe pasar del 0.2, 
esto para productos destinados a la venta en público. 
 
Los consumidores de detergentes líquidos no están conscientes del daño que estos 
productos causan al ambiente al ser utilizados por millones de personas diariamente. 
En las tiendas de autoservicio en México, se puede encontrar gran variedad de 
detergentes líquidos, pero solo los fabricados en Canadá mencionan en su etiqueta, 
que son biodegradables en un 70 % en 28 días, como lo marca el reglamento 
europeo (CE) No. 648/2004. 
 
En este sentido, el presente trabajo pretende determinar el daño que causa al 
ambiente un detergente líquido fabricado en México, evaluando su biodegradabilidad 
mediante pruebas estándar internacionales y su toxicidad aguda. Para después 
evaluar si es o no posible aumentar su biodegradabilidad mediante la adición de un 
inóculo aclimatado a la presencia del detergente líquido y con ello reducir el efecto 
dañino del compuesto en estudio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
3.5. Estrategia general de trabajo 
 
PRIMERA ETAPA EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SEGUNDA ETAPA EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 Figura 4. Estrategia de trabajo, primera y segunda etapa de trabajo. 
 
 
 
5 detergentes líquidos de 
uso común en la Ciudad 
de México 
Evaluación de la 
biodegradabilidad 
aerobia DBO5/ DQO 
Análisis y selección de 
un detergente 
Caracterización e 
identificación de los 
tensoactivos 
Evaluación de 
biodegradabilidad 
aerobia DBO5/ DQO 
Prueba de 
biodegradabilidad aerobia 
rápida OECD-301 A 
Prueba de toxicidad aguda 
método 208 OECD 
Detergente líquido, 
ensayo de inóculo 
aclimatado 
Identificación y aislamiento 
de microorganismos 
aclimatados 
Inducción a la 
biodegradabilidad por medio 
del inóculo aclimatado 
Evaluación de la 
biodegradabilidad aerobia 
DBO5/ DQO 
Prueba de toxicidad 
aguda método 208 
OECD 
 
 
35 
3.6. Alcances 
 
 
Primera etapa experimental 
 
 
 Evaluación de la biodegradabilidad aerobia mediante la relación DBO5/DQO 
(APHA, 1998), de cinco detergentes líquidos comerciales fabricados en 
México. 
 Selección de un detergente líquido de los cinco evaluados, de acuerdo a tres 
criterios, mayor consumo comercial, menor biodegradabilidad y 
reproducibilidad de resultados. 
 Caracterización e identificación de los tensoactivos principales del detergente 
seleccionado. 
 Evaluación de la biodegradabilidad aerobia mediante la relación DBO5/DQO 
(APHA, 1998) de los tensoactivos identificados y caracterizados del 
detergente seleccionado. 
 Análisis de la prueba estándar internacional de biodegradabilidad aerobia 
rápida (OECD 301-A, 1997), al detergente seleccionado y a sus tensoactivos 
caracterizados. 
 Evaluación de la toxicidad aguda del detergente seleccionado con semillas de 
lechuga (Lactuca sativa), según el método 208 (OECD, 1993). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
Segunda etapa experimental 
 
 Obtención del ensayo de inóculo aclimatado al detergente líquido 
seleccionado. 
 Inducción a la biodegradabilidad utilizando inóculo aclimatado al detergente 
líquido. 
 Evaluación de la biodegradabilidad aerobia mediante la relación DBO5/DQO 
del detergente seleccionado inducido a la biodegradabilidad. 
 Evaluación de la toxicidad aguda del detergente seleccionado e inducido con 
semillas de lechuga (Lactuca sativa) método 208 (OECD, 1993). 
 Identificación y aislamiento de las cepas aclimatadas al detergente 
seleccionado. 
 
3.7. Parámetros y equipos 
Los parámetros empleados son los correspondientes a las técnicas citadas en la 
tabla 1, los métodos se pueden consultar en la parte anexos. 
Tabla 1. Relación de técnicas para la ejecución de las pruebas experimentales. 
 
Parámetro Técnica Referencia 
Demanda Bioquímica de oxígeno 
(DBO5) 
Método de botella Winkler 
con duración de 5 días. 
APHA (1998) 
Demanda Química de Oxígeno 
(DQO) 
Método colorimétrico de 
reflujo cerrado 
APHA (1998) 
pH Método electroquímico APHA (1998) 
Biodegradabilidad aerobia rápida Prueba de disminución de 
DQO 
OECD 301-A 
Oxígeno disuelto (OD) Método de electrodo de 
membrana 
APHA (1998) y 
manual del equipo. 
Determinación de Sulfatos en 
agua 
Método Turbidimetrico ASTM D 516-90 
Determinación de Fenoles Método Volumétrico Anexo I 
Evaluación de la toxicidad Método 208 OECD (1993) 
Aislamiento y caracterización de 
cepas 
Pruebas bioquímicas Farmer (1999) 
 
 
 
 
 
37 
 
 
Cinco Detergentes líquidos fabricados en la Ciudad de México, se ha ocultado la 
marca del fabricante como sus nombres comerciales por cuestiones de 
confidencialidad. Por tanto se nombraran de la siguiente manera: 
 
 D1- Detergente con aceite de pino de uso general en superficies. 
 D2- Detergente con aroma a chicle para la limpieza de pisos. 
 D3- Detergente lavanda de uso general en superficies. 
 D4- Detergente con aromatizante ambiental concentrado para superficies. 
 D5- Detergente desengrasante de uso general para la cocina. 
 
 
 
 Medios de cultivo selectivos para identificación de la actividad metabólica 
 Agar de Hierro Kliger (KIA). 
 Citrato de Simmon´s 
 Medio agar-sulfuro-indol-motilidad (SIM) 
 Medio motolidad-indol-ornitina (MIO). 
 Caldo de Urea 
 Agar de fenilalanina de aminasa 
 Medio Oxidativo/Fermentativo (O/F) más 1 % de glucosa. 
 Agar Desoxirribonucleasa (DNasa). 
 Medio Voges Proskauer (VP). 
 Medio rojo de metilo (RM). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 
 
Equipo 
 Medidor de oxígeno disuelto marca Corning con membrana para O2 
 Potenciómetro marca Oakton, con electrodo de vidrio marca Orión 
 Bomba compresora de aire con flujo de 2,500 cm3 de aire/minuto. 
 Horno modelo Robertshaw de Controls Company 
 Mufla modelo F-A1525M, marca Thermolyne Corporation 
 Incubadora modelo 774, marca J. M. Ortiz 
 Incubadora con agitación modelo G24, marca New Brunswick Scientific 
Edison A.J.USA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
4. PRIMERA ETAPA EXPERIMENTAL BIODEGRADABILIDAD 
DEL DETERGENTE 
4.1. Primera evaluación de biodegradabilidad y selección de un 
detergente líquido 
En esta primera etapa se evaluó la biodegradabilidad de cinco detergentes líquidos 
comerciales de un mismo fabricante en México, por cuestiones de confidencialidad, 
omitiremos los nombres y marcas comerciales, nombrándolos de la siguiente 
manera: 
 D1- Detergente con aceite de pino de uso general en superficies. 
 D2- Detergente con aroma a chicle para la limpieza de baños. 
 D3- Detergente lavanda de uso general en superficies. 
 D4- Detergente con aromatizante ambiental concentrado para superficies. 
 D5- Detergente desengrasante de uso general para la cocina. 
Para evaluar la biodegradabilidad de acuerdo a la relación DBO5/DQO en los 5 
detergentes líquidos antes mencionados, realizamos las pruebas correspondientes 
para obtener el resultado del cociente de la relación DBO5/DQO, si el resultado es 
cercano a la unidad se considera biodegradable. La determinación de las pruebas 
de Demanda Bioquímica de Oxígeno en 5 días (DBO5) y la prueba de Demanda 
Química de Oxígeno (DQO), se realizaron de acuerdo a lo indicado en los métodos 
estándar americanos (APHA, 1998). 
La primera prueba que se realizó para los 5 detergentes líquidos fue la 
determinación de DQO. La determinación de DQO, constituye una prueba en la cual 
la muestra se encuentra sometida a condiciones fuertemente oxidantes por el ión 
dicromato (Cr2O7
2-), en esta prueba se determina el contenido de materia orgánica e 
inorgánica químicamente oxidable expresada en mg O2/L. Esta prueba tiene una 
limitante para las concentraciones de las muestras, las substancias de prueba deben 
tener una concentraciónde materia químicamente oxidable de 100 a 900 mg O2/L de 
DQO. 
 
 
40 
Los 5 detergentes líquidos en su presentación comercial, están por encima de las 
concentraciones marcadas por la prueba, por esa razón, se busco la dilución 
adecuada (anexo I). 
La dilución adecuada fue al 1 % para cada uno de los detergentes. Se trabajó cada 
muestra por triplicado y se repitió la prueba 2 veces. Los resultados de DQO 
obtenidos, se presentan en la tabla 2. 
Tabla 2. Resultados de la prueba DQO para los cinco detergentes líquidos. 
 
D1 
Materia 
oxidable 
(mg O2/L) 
D2 
Materia 
oxidable 
(mg O2/L) 
D3 
Materia 
 oxidable 
 (mg O2/L) 
D4 
Materia 
oxidable 
 (mg O2/L) 
D5 
Materia 
 oxidable 
(mg O2/L) 
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 
27 328 27 666 14 168 12 194 28 374 28 991 23 742 21 904 14 159 10 176 
28 879 28 258 11 741 11 318 26 061 27 254 21 238 19 180 13 659 10 579 
28 833 28 165 11 995 13 849 28 588 26 770 21 884 21 017 10 365 13 041 
x=28 188 x=12 544 x=27 673 x=21 494 x=11 996 
 
De acuerdo con los valores promedio por cada detergente, se aprecia que el 
detergente con menor cantidad de materia oxidable es el D5 y el de mayor 
corresponde al D1. Esta prueba solo cuantifica la cantidad de materia oxidable que 
posee un compuesto, debemos tener en cuenta que no toda esta materia oxidable es 
biodegradable. 
Para evaluar la biodegradabilidad de los detergentes líquidos de acuerdo a la 
relación DBO5/DQO, realizamos la prueba DBO5 con el detergente al 1 % igual que 
en la DQO. 
La prueba de DBO5 consiste en determinar el oxígeno disuelto (OD) requerido para 
que los microorganismos inoculados degraden el material orgánico e inorgánico de 
una muestra, incubado a 28 grados Celsius, en ausencia de luz durante 5 días. La 
DBO5 se expresa en mg O2/ L. La metodología y los cálculos de esta prueba se 
encuentran en el anexo II. 
 
 
41 
 
La concentración de DBO5 (mg O2/ L) indica la cantidad oxígeno están ocupando 
los microorganismos para degradar a los detergentes líquidos. En la tabla 3, se 
muestran los resultados promedio que se obtuvieron al realizar por triplicado la 
prueba de DBO5. 
Tabla 3. Resultados de la prueba de DBO5 para los cinco detergentes líquidos. 
 
Tipo de muestra DBO5 
 mg O2/L 
D1 8 174 
D2 627 
D3 5 257 
D4 1 504 
D5 1 199 
 
 
En el caso del D1 su concentración es la más alta, los microorganismos inoculados 
utilizan más oxigeno para degradarlo, como el D2, el cual presenta una baja 
concentración de DBO5, los microorganismo ocupan menos oxígeno para degradarlo, 
puede suceder que los microorganismos solo pudieron consumir una cantidad de 
oxígeno, ya que el compuesto es tóxico y resulta letal para los microorganismos o 
que los microorganismos consumieron por completo la materia orgánica disponible. 
 
Una vez obtenidos los resultados de las pruebas DQO y DBO5, se valoró la 
biodegradabilidad de acuerdo a la relación DBO5 /DQO. Para que una muestra sea 
considerada biodegradable, las concentraciones de DQO y DBO5 deben ser iguales 
o cercanas a la unidad. En la tabla 4, se observan los resultados de la relación 
DBO5/DQO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
Tabla 4. Resultados de la relación DBO5/DQO. 
 
Tipo de 
detergente 
DBO5 
 mg O2/L 
DQO 
mg O2/L 
DBO5/DQO Biodegradable Uso 
D1 8 174 28 188 0.29 No ++ 
D2 627 12 544 0.05 No + 
D3 5 257 27 673 0.19 No +++ 
D4 1 504 21 494 0.07 No ++ 
D5 1 199 11 996 0.10 No +++ 
Consumo doméstico: + Poco; ++ Moderado; +++ Alto 
 
 
Como se observa, el cociente de la relación DBO5/DQO para los 5 detergentes es 
menor a 0.3, es decir, el cociente de la relación no es cercano a la unidad, 
considerándose no biodegradable para los 5 detergentes líquidos. 
 
A pesar de que el D1 tiene las concentraciones más altas de DBO5 y DQO 
comparado con los demás detergentes (tabla 4), su relación DBO5/DQO es la más 
grande, es decir, es el que contiene más materia oxidable (DQO) y de acuerdo a la 
DBO5 es el detergente líquido que mas oxígeno consumen los microorganismos para 
su degradación, por esa razón su biodegradabilidad es la más alta de los 5 
detergentes. 
 
El D2 de acuerdo a las pruebas realizadas, presenta una DBO5 de baja 
concentración y su DQO también es una de las más bajas, su biodegradabilidad es 
de 0.05, tiene poca materia oxidable susceptible a la biodegradabilidad y esta 
materia oxidable resulta letal para los microorganismos, por eso su bajo consumo de 
oxígeno y su baja biodegradabilidad. 
 
Igualmente para los detergentes líquidos D3, D4 y D5, no son considerados 
biodegradables ya que contienen materia oxidable que los microorganismos no 
pueden degradar. 
 
 
 
 
 
43 
Como se observa en la tabla 4 el consumo doméstico determinado por las ventas 
que reporta el fabricante, el D3 y el D5, son los detergentes líquidos de mayor 
consumo. En la tabla 5 se presenta la composición de cada detergente líquido, de 
acuerdo a los datos proporcionados por el fabricante en la etiqueta de cada producto 
(la etiqueta no muestra datos de concentraciones, ni porcentajes de los compuestos), 
se presenta también el porcentaje de biodegradabilidad de los detergentes líquidos 
de acuerdo a la relación DBO5/DQO. 
 
Tabla 5. Porcentaje biodegradable y composición de 5 detergentes líquidos. 
 
Detergente 
líquido 
Composición de acuerdo a la etiqueta 
Porcentaje de 
biodegradabilidad 
(DBO5/DQO) 
D1 
Isopropanol, ácido oleico, ácido 
etilendiaminotetraacecético (EDTA), aceite 
esencial de pino, hidróxido de sodio. 
 
29 
D2 
Cloruro de bencil amonio, ácido clorhídrico, 
aceite esencial de chicle. 
 
5 
D3 
Isopropanol, ácido oleico, ácido 
etilendiaminotetraacecético (EDTA), aceite 
esencial de lavanda, hidróxido de sodio. 
 
19 
D4 
Nonilfenol, etilenglicol, isopropanol, hidróxido de 
sodio 
7 
D5 
Nonilfenol, aceite esencial, etilenglicol, 
isopropanol, alquilbencensulfonato de sodio 
10 
 
 
A continuación se definirá el uso en general de cada componente químico acuerdo 
con la Guía de productos químicos, enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo 
2009. 
 
 
 
 
 
 
44 
Para los detergentes D1 y D3, ambos enfocados superficies como pisos, su 
composición solo difiere en el tipo de aceite esencial (pino o lavanda). 
 Isopropanol como antiséptico. 
 Ácido oleico se utiliza como agente de solubilidad o emulsionante. 
 EDTA actúa como agente quelante ayuda a unir a los radicales libres y las 
impurezas, permitiendo que los principales ingredientes de los detergentes 
trabajen con eficacia. 
 Hidróxido de sodio se utiliza como regulador del pH. Cuando se mezcla con el 
ácido oleico, es útil para remover grasas como las que se generan en la 
cocina. 
 Los aceites esenciales se utilizan para dar olor y color a los detergentes. 
 
Estos dos detergentes D1 y D3, tiene el más alto porcentaje de biodegradabilidad de 
acuerdo a la tabla 5, no contienen tensoactivos en su formulación. El EDTA es 
considerado un producto toxico, por esa razón son productos que dañan al ambiente. 
 
 
El detergente líquido denominado D2 con aroma a chicle para la limpieza de baños, 
sus componentes actúan de la siguiente manera: 
 Cloruro de bencilamonio, se usa como desinfectante. 
 Ácido clorhídrico, actúa como blanqueador de superficies y desinfectante. 
 Aceite esencial de chicle para darle olor y color. 
 
De acuerdo a la tabla 5, este detergente líquido es el menos biodegradable de los 5 y 
se debe a que su formulación está enfocada a eliminar microorganismos, por esa 
razón su concentración de DBO5 es menor comparado con los demás detergentes y 
su biodegradabilidad es del 5 %, también es el que menos se vende. 
 
 
 
 
 
45 
La composición del D4-Detergente con aromatizante ambiental concentrado para 
superficies: 
 Nonilfenol, tensoactivo no iónico, que se usa por su acción de limpieza. Etilenglicol, actúa como solvente. 
 Isopropanol, se usa como antiséptico, es decir, es una sustancia que evita el 
crecimiento de microorganismos. 
 Hidróxido de sodio, se utiliza como regulador del pH. 
 
La presencia del tensoactivo no iónico, nonilfenol, el cual es un compuesto 
considerado altamente tóxico y se ve reflejado en su biodegradabilidad del 7 %. 
 
 
El detergente líquido D5 que es un desengrasante de uso general para la cocina, 
tiene la siguiente composición: 
 Nonilfenol, tensoactivo no iónico, que se usa por su acción de limpieza 
 Alquilbencensulfonato de sodio, tensoactivo aniónico, forma espumas y es un 
emulsificante. 
 Etilenglicol, actúa como solvente. 
 Isopropanol, se usa como antiséptico, es decir, es una sustancia que evita el 
crecimiento de microorganismos. 
 Esencial general, para darle coloración y olor. 
 
Este es el único detergente líquido de los 5, que en su formulación contiene 
tensoactivos aniónicos y no iónicos. El D5, presenta la concentración más baja de 
DQO, es el que menos cantidad de materia oxidable presenta y su DBO5 también es 
de las más bajas por eso su biodegradabilidad es del 10 %, y es uno de los más 
vendidos. 
 
 
 
 
 
46 
Con los resultados obtenidos, seleccionamos un detergente líquido de los cinco, bajo 
los siguientes criterios: 
1. Alto consumo en el mercado. 
2. Porcentaje de biodegradable bajo. 
3. Fácil reproducibilidad de las pruebas. 
 
De acuerdo con el primer criterio los detergentes de alto consumo son: 
 D3- Detergente lavanda de uso general en superficies. 
 D5- Detergente desengrasante de uso general para la cocina. 
 
Basándonos en el siguiente criterio, el D3 presenta 19 % de biodegradabilidad y el 
D5 presenta un 10 % de biodegradabilidad (de acuerdo con la relación DBO5/DQO), 
por tanto, elegimos el D5. 
 
Las pruebas fueron realizadas por triplicado para todos los detergentes, así que el 
D5 cumple con el último criterio. 
 
 
 
4.2. Aislamiento y caracterización de los principales tensoactivos 
Una vez seleccionado al detergente D5, se realizaron pruebas analíticas 
cuantitativas, para obtener información indirecta sobre las concentraciones de los 
tensoactivos que conforman al D5, ya que en su etiqueta se proporciona esta 
información. Se realizó la determinación de sulfatos por turbidimetría en agua 
(ASTM D 516-90), la determinación de fenoles método volumétrico (Anexo III y IV) y 
la determinación del pH. 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
Tabla 5. Determinación pruebas analíticas detergente D5. 
 
Parámetros D5 
pH (unidades) 7.5 
Fenoles ( mg/L) 160 
Sulfatos (mg/L) 102 
 
Los valores obtenidos (tabla 6), nos aproximan a las cantidades de tensoactivos 
presentes. Se observa que existe una concentración por debajo del 0.2 % de 
tensoactivos inferior a la que marca el reglamento (CE) no. 648/2004, ya que al 
obtener el porcentaje en peso en un litro de D5 tanto para los fenoles y sulfatos 
resulta de 0.0026 %. 
 
 El siguiente paso fue aislar y caracterizar los tensoactivos presentes en el D5, para 
evaluar su biodegradabilidad por separado y en conjunto. Para la separación de los 
tensoactivos (nonilfenol y alquilbencensulfonato) se siguieron varios métodos, de 
acuerdo a la composición del D5 (tabla 5), cada método se trabajo por triplicado, 
como se explica a continuación. 
 
Un volumen de 2 L del detergente líquido D5 se colocó en el horno (el volumen de 
la muestra se dividió en 5 partes), primero a 85 °C, por 20 minutos, con la finalidad 
de que el isopropanol (punto de ebullición 82 °C), se volatilizara, después se 
aumento la temperatura a 200°C, por 10 minutos, para volatilizar al etilenglicol (punto 
de ebullición 198 °C). Al sacar la muestra del horno, quedo una parte sólida que peso 
15 g. El sólido resultante se disolvió en un litro de agua destilada y se dejo en 
refrigeración. (Martínez, 2002). 
 
La disolución anterior se trato de acuerdo a lo descrito en la bibliografía APHA, 5540 
B Separación de surfactantes (Anexo V). El proceso de separación de los 
tensoactivos se logra por el borboteo de una corriente de nitrógeno a través de una 
línea de vacío con cloruro de sodio, carbonato anhídrido de sodio y del disolvente 
acetato de etilo donde quedan los tensoactivos de la muestra. 
 
 
 
48 
Se aisló la parte que contenía el acetato de etilo. Se evaporó el acetato de etilo y al 
sólido resultante se le realizó un análisis cualitativo por espectroscopia electrónica 
en ultravioleta a diferentes longitudes de onda, se utilizó una celda de cuarzo de 1 
cm y como disolvente se utilizo etanol. En la figura 5 se muestra los resultados de 
la espectroscopia electrónica en la región del ultravioleta para una disolución de 
nonilfenol resultante del proceso de aislamiento de tensoactivos. 
 
Se observa la diferencia entre el nonilfenol puro y la disolución del nonilfenol, la cual 
es una mezcla con otras substancias. 
 
 
Figura 5. Espectro electrónico en disolución de nonilfenol en la región del ultravioleta. 
 
 
Posteriormente la disolución de mezclas se indujo a la cristalización, donde se 
obtuvieron dos diferentes tipos de cristales, los más abundantes de color blanco y los 
otros cristales amarillos. A ambos cristales se les realizó una espectroscopia 
electrónica en la región del infrarrojo(figuras 6 y 7). 
 
 
 
 
49 
 
Figura 6. Espectro electrónico en la región del infrarrojo de los cristales blancos. 
 
 
 
 
Figura 7. Espectro electrónico en la región del infrarrojo de los cristales amarillos. 
 
 
 
 
50 
Las figuras 6 y 7 muestran que los cristales blancos son una mezcla de nonilfenol 
con otro compuesto y los amarillos son el compuesto alquilbencensulfonato (ABS) 
junto con otro compuesto. Por tanto no aislamos completamente ambos 
tensoactivos, pero podemos decir que en los cristales blancos predomina el 
nonilfenol, se obtuvo un peso 0.05 g por cada litro de D5 y en los cristales amarillos 
predomina el ABS, se obtuvo un peso de 0.03 g por cada litro de D5. 
 
A la mezcla de los tensoactivos principales se les efectuaron las pruebas por 
separado de DQO y DBO5, con la finalidad de ver cual es su contribución a la baja 
biodegradabilidad del detergente D5. Los resultados se muestran en la tabla 7. 
 
Tabla 6. Biodegradabilidad de acuerdo a la relación DBO5/DQO, para la mezclas de tensoactivos. 
Tensoactivo DQO 
mgO2/L 
DBO5 
mgO2/L 
DBO5/DQO Biodegradabilidad Porciento 
Biodegradable 
(%) 
Nonilfenol 
mezcla 
845 101 0.12 No 12 
ABS mezcla 503 50 0.01 No 10 
 
El nonilfenol y el ABS se encuentran mezclados entre ellos o con alguna otra 
substancia en común, como se muestra en las figuras 6 y 7, por esa razón la 
biodegradabilidad es parecida. 
 
4.3. Prueba internacional biodegradabilidad aerobia rápida. 
 
La prueba denominada biodegradabilidad aerobia rápida, la cual tiene un tiempo de 
ejecución de 28 días (OECD 301-A, 1997), se considera que el o los compuestos 
evaluados son fácilmente biodegradables, cuando se degradan al 70 % en 28 días 
de incubación a 28± 2ºC, por tanto la biodegradabilidad no depende sólo de la 
estructura molecular del compuesto, sino también de los microorganismos 
disponibles. La degradación es seguida por la determinación de la prueba DQO, las 
sustancias de prueba deben iniciar a una concentración de 40 mg O2/L de DQO. El 
grado de biodegradación es calculado de acuerdo a la concentración removida de 
DQO a partir de la concentración inicial. 
 
 
51 
De acuerdo al procedimiento de la prueba el cual se describe a detalle en el anexo 
VI, se prepara medio mineral para que los microorganismos pertenecientes al 
inóculo tengan las condiciones adecuadas para degradar las substancias de prueba. 
El inóculo proviene de una muestra fresca de lodos activados del tanque de aireación 
de la planta de tratamiento de Ciudad