Concentracion-y-distribucion-de-MTBE-metil-tert-butil-eter-en-suelo-y-agua-subterranea-en-un-sitio-contaminado-de-la-Ciudad-de-Mexico

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
POSGRADO EN CIENCIAS DE LA TIERRA 
CENTRO DE GEOCIENCIAS 
 
 
Concentración y distribución de MTBE (metil tert-butil 
éter) en suelo y agua subterránea en un sitio 
contaminado de la Ciudad de México 
 
TESIS 
 
QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: 
MAESTRA EN CIENCIAS DE LA TIERRA 
 
 
PRESENTA: 
DANIELA DELGADO AYALA 
 
 
Director de tesis: 
Dr. M. Adrián Ortega Guerrero - Centro de Geociencias 
 
Comité tutorial: 
Dr. Joel Carrillo Rivera - Instituto de Geografía 
Dra. Silke Cram Heydrich - Instituto de Geografía 
Dra. María del Carmen Durán Domínguez - Facultad de Química 
Dr. Eric Morales Casique - Instituto de Geología 
 
Juriquilla, Querétaro Septiembre, 2017
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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“Declaro conocer el Código de Ética de la Universidad Nacional Autónoma de México, 
plasmado en la Legislación Universitaria. Con base en las definiciones de integridad y 
honestidad ahí especificadas, aseguro mediante mi firma al calce que el presente 
trabajo es original y enteramente de mi autoría. Todas las citas de, o referencias a la 
obra de otros autores aparecen debida y adecuadamente señaladas, así como 
acreditadas mediante los recursos editoriales convencionales." 
 
 
 
 
 
 
Daniela Delgado Ayala 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A mi tutor, el Dr. Adrián Ortega Guerrero, por su paciencia, su apoyo y sus consejos a lo largo 
de este trabajo. 
 
A los miembros del comité evaluador, Dra. Carmen Durán, Dra. Silke Cram, Dr. Eric Morales y 
Dr. Joel Carrillo, por la revisión de este trabajo y sus oportunos comentarios y sugerencias para 
mejorarlo. 
 
Al Centro de Geociencias, a los profesores de asignatura, a Marta Pereda por su apoyo al 
ingresar, y a Alejandro Escobedo y Armando Ramírez por la ayuda y paciencia para realizar los 
trámites al salir. 
 
A mi familia, en especial a mi mamá por su apoyo incondicional durante mi estancia en 
Querétaro y a mi hermana por sus consejos para mejorar este trabajo. 
 
Al CONACYT por el apoyo económico otorgado durante los dos años de la maestría. 
 
 
 
 
 i 
ÍNDICE GENERAL 
 
Resumen v 
Abstract vi 
1. Introducción 1 
1.1 Objetivos 3 
2. Usos, propiedades y problemas ambientales del metil tert-butil éter (MTBE) 5 
2.1 Usos 5 
2.2 Historia y uso en México 6 
2.3 Propiedades fisicoquímicas 10 
2.4 Transporte 13 
2.5 Biodegradación y atenuación natural 14 
2.6 Riesgos potenciales a la salud 17 
2.7 Tratamiento 17 
3. Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 19 
3.1 Historia 19 
3.2 Caracterización y remediación 22 
3.3 Estratigrafía de la zona 24 
3.4 Nivel piezométrico regional 27 
3.5 Propiedades hidrogeológicas de la secuencia lacustre somera y de la zona no saturada 28 
4. Metodología 31 
4.1 Registros de velocidad de penetración en suelo 31 
4.2 Muestras de suelo y agua subterránea 32 
4.3 Análisis de concentración de MTBE 33 
4.4 Interpolación de concentraciones de MTBE en agua 33 
4.5 Estimación de la concentración inicial de MTBE y su vida media 34 
4.6 Persistencia del MTBE 35 
5. Resultados y discusión 37 
5.1 Registros de velocidad de penetración en suelo 37 
5.2 Concentraciones de MTBE en suelo 38 
5.3 Concentraciones de MTBE en agua subterránea 40 
5.4 Estimación de la concentración inicial del MTBE y su vida media 46 
5.4.1 Concentraciones de MTBE por derrames en sitios contaminados y sus tasas de 
biodegradación 47 
5.4.2 Vida media del MTBE en la ex-refinería y sus condiciones de biodegradación 52 
5.5 Mecanismos de transporte y modelo conceptual 57 
5.5.1 Mecanismos de transporte 57 
5.5.2 Modelo conceptual 65 
5.6 Persistencia del MTBE en el subsuelo 67 
6. Conclusiones 71 
7. Recomendaciones 73 
Anexo 1. Sistemas de flujo de agua subterránea 75 
Anexo 2. Disposición controlada de residuos peligrosos 79 
Glosario 81 
Referencias 87 
 
 
 
 ii 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1. Volumen de ventas histórico de gasolinas en México, de 1990 a 2015, por tipo de 
gasolina ........................................................................................................................... 7 
Figura 2. Volumen de MTBE (aditivo para combustible) producido, importado y exportado, en 
miles de toneladas, del año 2001 al 2007 ...................................................................... 8 
Figura 3. Volumen de MTBE importado de EE. UU., en miles de barriles por año ......................... 8 
Figura 4. Volúmenes de producción, importación y total de demanda interna de gasolinas 
automotrices, en miles de barriles diarios, del año 1993 al 2015 .................................. 9 
Figura 5. Estructura molecular del MTBE ..................................................................................... 10 
Figura 6. Localización de la ex-Refinería 18 de Marzo, en los límites de las delegaciones Miguel 
Hidalgo y Azcapotzalco, al noroeste de la Ciudad de México. ...................................... 19 
Figura 7. Vista aérea tomada en 1935 por la Cía. Mexicana Aerofoto, que muestra la Refinería 
de Azcapotzalco, propiedad de la compañía El Águila ................................................. 20 
Figura 8. Vista de la refinería desde el sureste en 1945 .............................................................. 20 
Figura 9. Vista de la refinería desde el sur en marzo de 1960 ..................................................... 20 
Figura 10. Vista del terreno de la ex-refinería en enero y agosto del año 2005........................... 23 
Figura 11. Vista aérea del polígono de la ex-refinería en diciembre del año 2009 ...................... 23 
Figura 12. Vista satelital de la ex-Refinería 18 de Marzo, en noviembre de 2010 y el mismo mes 
de 2012 ........................................................................................................................ 24 
Figura 13. Mapa geológico de la Ciudad de México ..................................................................... 25 
Figura 14. Sección geológica esquemática A-A’ ............................................................................ 25 
Figura 15. Mapa regional hidrogeológico para la ZMVM ............................................................ 27 
Figura 16. Configuración de carga hidráulica en el predio de la ex-refinería en octubre de 2003 28 
Figura 17. Configuración de carga hidráulica en el predio de la ex-refinería en marzo de 2004 28 
Figura 18. Profundidad al nivel del agua para los puntos de muestreo S9 y S18 ........................ 29 
Figura 19. Ubicación de los registros de velocidad analizados para el presente trabajo ............. 31 
Figura 20. Vista de la ex-refinería con la localización de los puntos de muestreo, en rojo los 
sitios de suelo y en azul los de agua ............................................................................. 32 
Figura 21. Disminución del peso de acuerdo con la distancia y con el valor de p ........................ 34 
Figura 22. Mediciones de velocidad de penetración del sensor MIP en suelo a través de los 
estratos que lo componen, siguiendo un transecto a lo ancho del terreno de la ex-
refinería ........................................................................................................................ 37 
Figura 23. Resultado de la interpolación demediciones de velocidad (exageración vertical 10x). 
 ...................................................................................................................................... 37 
Figura 24. Concentración de MTBE en suelo en el sitio 43 ........................................................... 38 
Figura 25. Concentración de MTBE en suelo para el sitio 67........................................................ 39 
Figura 26. Concentración de MTBE en suelo para el sitio 9 .......................................................... 39 
Figura 27. Concentración de MTBE en suelo para el sitio 65........................................................ 39 
Figura 28. Concentración de MTBE en suelo para el sitio 62........................................................ 40 
Figura 29. Concentraciones de MTBE en el sitio S1 ...................................................................... 40 
Figura 30. Concentraciones de MTBE para los sitios S17, S6 y S18 .............................................. 41 
Figura 31. Concentraciones de MTBE para los sitios S16 y S15 .................................................... 41 
Figura 32. Concentración de MTBE para los sitios S9 y S7 ............................................................ 41 
 
 iii 
Figura 33. Concentración de MTBE para los sitios S8, S11 y S10 .................................................. 42 
Figura 34. Concentración de MTBE para los sitios S12, S13 y S14 ................................................ 42 
Figura 35. Concentraciones de MTBE a 6 metros de profundidad ............................................... 43 
Figura 36. Concentraciones de MTBE a 7 metros de profundidad ............................................... 43 
Figura 37. Concentraciones de MTBE a 8 metros de profundidad ............................................... 44 
Figura 38. Concentraciones de MTBE a 9 metros de profundidad. .............................................. 44 
Figura 39. Áreas por intervalos de concentración de MTBE a 6, 7, 8 y 9 metros de profundidad 45 
Figura 40. Porcentajes del área total del predio de la ex-refinería correspondientes a los cinco 
rangos de concentración de MTBE ............................................................................... 45 
Figura 41. Fotografía de fondo de 1998 y sobrepuesta la cronología del desmantelamiento de 
las instalaciones de la refinería .................................................................................... 46 
Figura 42. Vida media del MTBE de acuerdo con los estudios mencionados en la Tabla 8 ......... 51 
Figura 43. Curvas de degradación del MTBE de acuerdo con modelos de primer orden y con las 
constantes de decaimiento reportadas en la Tabla 8. .................................................. 52 
Figura 44. Curvas de la tasa de biodegradación para concentraciones iniciales de 500 a 800 
mg/L de MTBE ............................................................................................................... 53 
Figura 45. Potencial óxido-reducción (mV), medido en dos nidos de piezómetros en una zona 
contaminada de la ex-refinería .................................................................................... 54 
Figura 46. Concentración del oxígeno disuelto medido en dos nidos de piezómetros en una 
zona contaminada de la ex-refinería ........................................................................... 54 
Figura 47. Secuencia de zonas redox por disponibilidad de oxígeno ........................................... 56 
Figura 48. Concentraciones de hierro y manganeso soluble en agua versus profundidad, 
medidas en dos nidos de piezómetros en una zona contaminada de la ex-refinería . 56 
Figura 49. Precipitación diaria medida en tres estaciones meteorológicas para el año 2004. .... 57 
Figura 50. Variación en la profundidad al nivel del agua medida en dos puntos de la ex-
refinería, durante el año 2004 ..................................................................................... 58 
Figura 51. Precipitación diaria para los años 2001 hasta 2007, registrada en las mismas 
estaciones meteorológicas ........................................................................................... 58 
Figura 52. Concentración esperada de MTBE por efecto de difusión molecular luego de 5, 10 y 
20 años, a una distancia de hasta 4 metros de una fuente puntual de MTBE ............ 61 
Figura 53. Concentración de MTBE a diferentes distancias sobre la dirección de flujo, a través 
del tiempo, considerando los efectos de la dispersión hidrodinámica ........................ 64 
Figura 54. Concentración de MTBE a diferentes distancias sobre la dirección de flujo, a través 
del tiempo, considerando los efectos de la dispersión hidrodinámica, adsorción y 
biodegradación ............................................................................................................. 65 
Figura 55. Modelo conceptual del movimiento del MTBE en el subsuelo de la ex-Refinería 18 
de Marzo. ...................................................................................................................... 66 
Figura 56. Predicción de las concentraciones de MTBE para los años 2010, 2015 y 2020, basada 
en las mediciones de 2005 y en la tasa de biodegradación estimada. ......................... 69 
Figura 57. Predicción de las concentraciones de MTBE para los años 2030, 2040 y 2050, basada 
en las mediciones de 2005 y en la tasa de biodegradación estimada. ......................... 70 
Figura 58. Efectos y manifestaciones de un flujo impulsado por gravedad en una cuenca 
regional no confinada .................................................................................................. 77 
Figura 59. Usos de suelo y tipo de vegetación presente en el área de la Ciudad de México ....... 78 
 
 
 iv 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
 
Tabla 1. Capacidad instalada de producción de agentes oxigenantes en el Sistema Nacional de 
Refinación (cifras en miles de barriles por día). Con información de Martínez (2006). .... 8 
Tabla 2. Propiedades físicas, químicas y térmicas del MTBE. Información de ("MTBE | 
Wikiwand", 2016; Hamid y Ali, 2004; "MTBE | C5H12O - PubChem", 2016). ................. 10 
Tabla 3. Propiedades físicas y de mezcla para éteres y alcoholes como aditivos oxigenantes 
(Hamid y Ali, 2004) .......................................................................................................... 13 
Tabla 4. Capacidad de almacenamiento y número de tanques en la Terminal de 
Almacenamiento y Distribución 18 de Marzo (Dueñas-Salgado, 1999) .......................... 21 
Tabla 5. Unidades estratigráficas en el subsuelo de la ex-Refinería 18 de Marzo ........................ 27 
Tabla 6. Áreas (m2) por rangos de concentración de MTBE a diferentes profundidades ............. 45 
Tabla 7. Solubilidad y concentraciones al equilibrio de MTBE y benceno en agua (solubilidades 
reportadas por la EPA, 2017) ........................................................................................... 47 
Tabla 8. Tasas de biodegradación y vida media para el MTBE en diferentes sitios de campo 
reportadas en estudios publicados a la fecha ................................................................. 50 
Tabla 9. Estimaciones del coeficiente de difusión efectiva .......................................................... 60 
 
 
 v 
Resumen 
 
El metil-tert-butil éter (MTBE) se utiliza como un aditivo oxigenante en las gasolinas hasta 
en un 15% de su volumen y es considerado como un compuesto de riesgo en altas dosis 
para la salud humana. Ambientalmente, su elevada solubilidad y su baja adsorción al suelo 
lo vuelven más difícil de degradar que a otros componentes de la gasolina, por lo que es 
importante entender los mecanismos que controlan su distribución y permanencia en el 
subsuelo. Para determinar la presencia, distribución y comportamiento de la 
contaminación por MTBE en suelo y agua subterránea dela ex-Refinería 18 de Marzo, en 
la Ciudad de México, se colectaron muestras inalteradas de suelo y agua, entre la 
superficie y diez metros de profundidad. Las muestras de suelo se obtuvieron de seis sitios 
diferentes y se analizaron 48 muestras de agua distribuidas en 18 sitios de piezómetros 
individuales, con el método EPA 8260B. La biodegradación y persistencia del MTBE se 
estimaron a partir de su concentración inicial y de su vida media en el ambiente 
hidrogeológico del sitio. La estratigrafía y movimiento del agua subterránea se 
determinaron a partir de registros de velocidad de penetración y datos existentes del nivel 
freático. Los resultados muestran que los primeros diez metros del subsuelo de la ex-
refinería son parte de una secuencia lacustre formada por intercalaciones de arcillas y 
arenas finas, que dependiendo de la época del año presentan variaciones del nivel freático 
y diferentes grados de saturación de agua. La presencia del MTBE se debe a fugas de 
tanques de almacenamiento ocurridas durante la década de los noventa. Los principales 
mecanismos de transporte son la advección, en los estratos de arena fina y a través de 
conductos por raíces y fracturas en las capas arcillosas y limo-arcillosas, que permiten el 
ingreso del contaminante al subsuelo. Además, existe difusión molecular desde las 
fracturas hacia la matriz arcillosa por el gradiente de concentración. El nivel freático se 
relaciona con la recarga por precipitación en la Sierra de las Cruces, lo que genera 
movimientos ascendentes y descendentes del agua y, por consecuencia, de los 
contaminantes, creando una zona de ‘embarramiento’. Se identificó la presencia de MTBE 
en las muestras de suelo y agua subterránea, en el 80% de la superficie de la ex-refinería, 
con concentraciones máximas de 205 y 165 mg/L, respectivamente. El MTBE se midió 
hasta los 9 metros en agua en concentraciones elevadas (125 mg/L), lo que indica que 
puede encontrarse incluso a mayores profundidades; el límite máximo sugerido por la 
Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA), es de 0.04 mg/L. En el 
subsuelo predominan condiciones limitadas de oxígeno disuelto en el agua subterránea, lo 
que disminuye las tasas de biodegradación de los compuestos orgánicos. Se estimó una 
concentración inicial de MTBE en el punto de derrame de 600 mg/L, y se obtuvo una tasa 
de biodegradación de λ=0.149 años-1, equivalente a un tiempo de vida media del 
contaminante de 4.62 años; esta tasa es consistente con las condiciones del subsuelo de la 
ex-refinería y con los resultados de otros sitios contaminados en el mundo. De acuerdo 
con esto y considerando el movimiento local del agua subterránea, se simuló el proceso de 
biodegradación, en el cual se necesitan 64 años para alcanzar concentraciones de 0.04 
mg/L. Los resultados muestran por primera vez en México los mecanismos de migración 
del MTBE y su degradación en los sedimentos lacustres de la Cuenca de México, en un sitio 
contaminado. 
 
 
Palabras clave: MTBE, agua subterránea, suelo, biodegradación, ex-Refinería 18 de Marzo, 
Ciudad de México. 
 
 vi 
Abstract 
 
Methyl tert-butyl ether (MTBE) is used as an oxygenating additive in gasolines in up to 15% 
of its volume to raise the octane number, and is considered a health hazard at high doses. 
Its high solubility and low adsorption to soil make it more difficult to degrade than other 
components of gasoline, so it is important to understand the mechanisms that control its 
distribution and permanence in the environment. To determine the presence, distribution 
and behavior of MTBE contamination in soil and groundwater in the former refinery ‘18 de 
Marzo’, in Mexico City, unaltered samples of soil and water were collected, between the 
surface and 10 meters deep. Soil samples were obtained from six different sites and 48 
water samples, distributed at 18 individual piezometer sites, were analyzed using EPA's 
method 8260B. The biodegradation process and persistence of MTBE were estimated from 
its initial concentration and its half-life in the hydrogeological environment of this site. 
Stratigraphy and groundwater movement were determined from penetration rate logs and 
existing groundwater table data. Results show that the first 10 meters of the former 
refinery's soil are part of a lacustrine sequence formed by intercalations of fine grained 
sands and shales. Depending on the time of the year, the free water level fluctuates, and 
saturation conditions change. The presence of MTBE in soil and water is due to leaks of 
storage tanks that occurred during the 1990's. The main transport mechanism is advection 
in fine grained sands, and through fractures and root channels in silts and shales, which 
enables the movement of MTBE through soil. Molecular diffusion is present from the 
fractures and to the matrix in shales. Four to five months a year, the vertical hydraulic 
gradient prevails over the horizontal, due to the water level response to rainfall. This 
generates an up and down water movement, which in turn, creates a smear zone for this 
pollutant. MTBE was present in soil and water samples in 80% of the former refinery’s 
surface, with corresponding maximum concentrations of 205 and 165 mg/L. MTBE was 
measured at high concentrations (125 mg/L) in water at 9 meters deep, which means it 
could be found at greater depths; the maximum limit suggested by the US EPA on water is 
0.04 mg/L. At this site, dissolved oxygen in groundwater is limited, which diminishes the 
biodegradation rates of organic compounds. An initial concentration of MTBE of 600 mg/L 
on the leak point was estimated, with a biodegradation rate of 0.149 years-1, equivalent to 
a half-life of 4.62 years. This degradation rate is consistent with the redox conditions at 
this site and with results of other field studies around the world. According to these values 
and considering the local movement of groundwater, a biodegradation process was 
simulated, in which 64 years are needed to reach concentrations of 0.04 mg/L. Results 
show, for the first time in Mexico, the migration and degradation mechanisms of MTBE in 
lacustrine sediments within a polluted site in Mexico City. 
 
 
Keywords: MTBE, groundwater pollution, soil, biodegradation rates, Refinery ‘18 de 
Marzo’, Mexico City. 
 
 
 
Introducción 
 1 
1. Introducción 
 
En las últimas décadas, muchos países han intentado reducir la contaminación del aire 
ocasionada por las emisiones vehiculares mediante el uso de gasolinas reformuladas. Un 
enfoque ha sido la adición de MTBE (metil tert-butil éter) a la gasolina para incrementar su 
octanaje, mejorar su combustión y reducir la concentración de compuestos formadores de 
ozono en las emisiones (US EPA, 2013). 
 
El MTBE se empezó a utilizar en las gasolinas de los Estados Unidos desde 1979. De 1992 al 
2005, el programa de gasolinas reformuladas de los EE. UU. requirió el uso de agentes 
oxigenantes, con un 11% de MTBE por volumen (US EPA, 2013). El MTBE se introdujo en 
México como aditivo en 1989 con el fin de reducir los niveles de monóxido de carbono e 
hidrocarburos en el aire de la Ciudad de México (Bravo-A. et al., 1991a). Actualmente se 
distribuye en las gasolinas de las zonas metropolitanas de la Ciudad de México, 
Guadalajara y Monterrey, con un máximo de 15% de MTBE por volumen (SEMARNAT, 
SENER, SCFI, 2005). 
 
A pesar de resolver algunos problemas de contaminación atmosférica, el MTBE ha sido 
detectado en aguas superficiales y subterráneas poco profundas, por lo que se ha 
convertido a su vez en un contaminante ambiental (Johnson et al., 2000). 
 
El MTBE afecta la calidad del agua potable debido a su fuerte sabor y olor, aún en 
concentraciones bajas. El documento “Drinking Water Advisory” (US EPA, 1997), indica 
que hay poca probabilidad de que el MTBE en agua ocasione efectos adversos a la salud en 
concentraciones menores a 40 ppb (0.04 mg/L). 
 
Luego de estudios en animales, se ha concluido que el MTBE es un carcinógenopara 
roedores, pero debido a la limitada evidencia experimental, la Agencia Internacional para 
la Investigación del Cáncer (IARC) concluye que el MTBE no es clasificable en su 
carcinogenicidad en humanos (WHO, 2005). 
 
El MTBE es un contaminante problemático por sus propiedades físicas y su 
comportamiento distinto a otros compuestos de la gasolina. Este aditivo es muy soluble en 
agua y puede alcanzar concentraciones elevadas cuando hay derrames en el agua 
subterránea. Por ejemplo, el MTBE, cuya solubilidad es de 50,000 mg/L (Moyer, 2003b), al 
11% en volumen, tendrá una concentración esperada en agua de 6250 mg/L, mientras que 
para el benceno al 1%, cuya solubilidad es de 1780 mg/L, la concentración será de sólo 
22.8 mg/L. 
 
El coeficiente de partición octanol-agua (KOW), se relaciona con la solubilidad de un 
compuesto y su adsorción a suelos o sedimentos. Compuestos con valores de KOW 
menores a 10 pueden considerarse relativamente hidrofílicos, con alta solubilidad en agua 
y un coeficiente de adsorción al suelo bajo. El MTBE, con un KOW de 8.71 (PubChem, 2016), 
no se adsorbe a partículas del suelo, por lo que se mueve más rápido y más lejos que otros 
componentes de la gasolina. 
 
Su solubilidad, su elevada fracción en la gasolina y su baja adsorción al suelo, lo vuelven 
más difícil de remediar que a otros componentes de la gasolina. Una opción que se 
considera de bajo costo y mayor factibilidad es la biodegradación. A pesar de que algunos 
Introducción 
 2 
trabajos iniciales mostraban resistencia del MTBE a la biodegradación en agua subterránea 
(Hubbard et al., 1994), hay muchos estudios recientes sobre su biodegradación bajo 
condiciones aerobias (Salanitro et al., 1994; Borden et al., 1997; Schirmer et al., 1999; 
Martienssen et al., 2006; Metcalf et al., 2016). Sin embargo, hay pocos reportes 
documentando la degradación anaerobia, que se ha observado sólo bajo ciertas 
condiciones, con tiempos de degradación más largos y porcentajes de remoción bajos 
(Waul et al., 2009). Por lo tanto, los derrames de gasolina con MTBE pueden derivar en 
concentraciones elevadas de este aditivo y bulbos de contaminación muy extendidos en 
ciertos acuíferos. 
 
Las fuentes principales de MTBE al ambiente son fugas y derrames de tanques de 
almacenamiento en refinerías, estaciones de servicio de gasolina, e incluso los mismos 
vehículos en áreas de tráfico intenso (WHO, 2005). En EE. UU. se recibieron cerca de 
480,000 reportes de fugas de tanques de almacenamiento subterráneos entre 1988 y 
2008, lo que corresponde al 21% del total de tanques registrados (US EPA, 2008). 
 
En México, Pemex suministra gasolina oxigenada con MTBE a las principales zonas 
metropolitanas del país, lo que representa el 26% de la demanda nacional (PEMEX, 
2008b). En estas ciudades se cuenta con cerca de 2000 estaciones de gasolina (PEMEX, 
2014), lo que corresponde a 4000 tanques, además de terminales de almacenamiento y 
otras instalaciones de tipo industrial. Considerando la estadística de la EPA de reportes de 
fugas, existirían más de 800 tanques afectados por fugas de gasolina con MTBE a lo largo 
de 20 años. 
 
En México hay pocas publicaciones científicas con respecto al comportamiento del MTBE 
en suelo y agua subterránea; los estudios se han centrado en mayor medida en su proceso 
de biodegradación en experimentos de laboratorio (Hernández et al., 2001; Morales et al., 
2004; Muñoz-Castellanos et al., 2006; Leal-Bautista y Lenczewski, 2006). Este último utilizó 
arcillas lacustres de la zona del Valle de Chalco para analizar la sorción del MTBE, con una 
concentración máxima de 1 mg/L. 
 
A pesar del creciente número de estudios, todavía hay poca información respecto a qué 
tan común es la presencia del MTBE en el ambiente. Por lo tanto, es importante tener más 
información sobre su comportamiento en agua y suelo, en estudios de campo de sitios 
contaminados. Esta investigación utiliza datos de concentración de MTBE en agua 
subterránea y suelo en la ex-Refinería 18 de Marzo, en la Ciudad de México. Las 
mediciones de este compuesto en áreas con fuentes definidas pueden ayudar a conocer 
mejor su comportamiento y los efectos a largo plazo que pueda tener en la salud y en el 
ambiente, particularmente en la contaminación de agua subterránea. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introducción 
 3 
1.1 Objetivos 
 
• Determinar la presencia y distribución del MTBE en suelo y agua en la ex-Refinería 18 
de Marzo. 
 
• Identificar los mecanismos de transporte de este compuesto en los sedimentos 
lacustres sobre los que se ubica la ex-refinería. 
 
Para esto, se utilizan las concentraciones medidas en el año 2005, como parte de la 
caracterización de la contaminación del sitio. 
 
 
Los objetivos particulares son: 
 
-Obtener perfiles de concentración de MTBE en suelo y mapas de isoconcentración en 
agua subterránea de 6 a 9 metros de profundidad. 
 
-Identificar los principales procesos de transporte y atenuación del MTBE en el subsuelo. 
 
-Estimar las concentraciones iniciales del MTBE en agua y su vida media bajo diferentes 
condiciones de biodegradación. 
 
-Calcular la persistencia del MTBE en el subsuelo de la ex-refinería a partir de los 
mecanismos de transporte y biodegradación. 
 
 
 
 
 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 5 
2. Usos, propiedades y problemas ambientales del metil tert-butil éter 
(MTBE) 
 
El MTBE (por sus siglas en inglés, methyl tertiary-butyl ether) es un compuesto químico 
que se manufactura a partir del metanol y del isobutileno, un subproducto de la refinación 
del petróleo. Se produce en las mismas refinerías y se utiliza casi exclusivamente como un 
aditivo oxigenante de gasolinas. 
 
2.1 Usos 
 
Algunos éteres y alcoholes se pueden mezclar con la gasolina para incrementar su 
octanaje y reducir algunos problemas de contaminación ambiental por emisiones. 
 
El octanaje o número de octano es una medida de la calidad y capacidad antidetonante de 
las gasolinas, para evitar las detonaciones y explosiones en las máquinas de combustión 
interna, de tal manera que se libere la máxima cantidad de energía útil (Barroso-Castillo, 
2016). 
 
Para determinar la calidad antidetonante de una gasolina, se efectúan corridas de prueba 
en un motor, de donde se obtienen dos parámetros diferentes: 
1. El Research Octane Number (Número de Octano de Investigación) que se 
representa como RON o R, y que se determina con una velocidad de 600 
revoluciones por minuto (rpm) y a una temperatura de entrada de aire de 51.7°C. 
2. El Motor Octane Number (Número de Octano del Motor) que se representa como 
MON o M, y se obtiene mediante una corrida de prueba en una máquina operada 
a una velocidad de 900 rpm y con una temperatura de entrada de aire de 149°C. 
(Barroso-Castillo, 2016). 
 
Para la distribución de gasolinas comerciales, el octanaje se determina como el promedio 
de los números RON y MON. 
 
El MTBE se usó en gasolinas en los Estados Unidos desde 1979 para reemplazar al plomo 
como agente para mejorar el octanaje. De 1992 a 2005, el programa de gasolinas 
reformuladas de EE. UU. requirió el uso de oxigenantes en gasolinas con un mínimo de 2% 
de oxígeno por masa (equivalente a un 11% de MTBE por volumen) (US EPA, 2013). Las 
gasolinas reformuladas son una mezcla que se quema de forma más limpia que las 
convencionales para reducir la contaminación ambiental. La mayoría de los refinadores 
eligieron el MTBE sobre otros oxigenantes por razones económicas, de transporte y por 
sus características al mezclarse. 
 
Dependiendo de la composición en hidrocarburos de la gasolina, un 10% en volumen de 
MTBE puede suponer una mejora en el octanaje de 1.5 a 3 puntos, además de permitir 
una reducción en el contenido de aromáticos (Sánchez-Migallón-B., 1993). 
 
En 2005, el Congreso de EE. UU. aprobó una ley que quitó el requisito de agentes 
oxigenantes de las gasolinas reformuladas e instituyó un nuevo estándar de combustibles 
renovables. Como respuesta,los refinadores sustituyeron el MTBE con etanol. A partir del 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 6 
2005, el MTBE no se ha utilizado en cantidades significativas en gasolinas reformuladas en 
EE. UU. pero se sigue produciendo para exportación (US EPA, 2013). 
 
En el año 2003, EE. UU. usaba aproximadamente el 60% del MTBE producido, Europa 
occidental el 15% y el resto del mundo usaba el 25% restante (Moyer, 2003a). La demanda 
mundial de MTBE disminuyó con una tasa anual de 4.2% del 2000 al 2011, debido 
principalmente a la prohibición de su uso en EE. UU. y Canadá. En 2011, la región Asia-
Pacífico fue el mayor mercado de MTBE, con un 61.5% de la demanda global. Los 
pronósticos indican que en esta década la demanda de MTBE se incrementará por el 
crecimiento en el consumo de gasolinas en China e India. Para el 2020, se espera que 
China sea el principal consumidor de MTBE, cubriendo más del 50% de la demanda 
mundial (GBI Research, 2012). 
 
El MTBE se ha utilizado también para sintetizar compuestos químicos como el TBA 
(terbutanol). En mucho menor medida se ha usado para disolver cálculos biliares en 
humanos al inyectar dosis de 2 - 6 cm3 directamente en los cálculos. No se han reportado 
daños o toxicidad en los casos analizados (Moyer, 2003a). 
 
 
2.2 Historia y uso en México 
 
La evolución en la formulación de las gasolinas y la introducción del MTBE en ellas, está 
relacionada con los problemas de contaminación ambiental y con la evolución en la 
tecnología de los vehículos. En México, la principal zona de estudio ha sido la Ciudad de 
México, por la cantidad de emisiones vehiculares que afectan la salud de la población. 
 
La contaminación del aire en las grandes ciudades es contaminación fotoquímica dada por 
la combinación de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles procedentes de 
los vehículos, que reaccionan para formar ozono y nitratos. 
 
En México, los primeros indicios de este problema se identificaron en los años sesenta del 
siglo XX. En la década de los setenta se realizaron esfuerzos aislados para medir los niveles 
de contaminación y a partir de 1986 se inicia su registro sistemático, con la instalación de 
la Red Automática de Monitoreo Atmosférico, RAMA. Algunos de los logros más 
relevantes para reducir las emisiones fueron la introducción de convertidores catalíticos 
de dos vías en los vehículos a partir de 1991, el suministro de gasolina sin plomo, la 
comercialización en 1993 de un diesel de bajo azufre y, una de las medidas de mayor 
resonancia, el cierre definitivo de la Refinería 18 de Marzo en Azcapotzalco (Comisión 
Ambiental Metropolitana, 2000). 
 
La gasolina anterior a 1986 estaba constituida por gasolinas con alto porcentaje de 
parafinas de bajo octano, por lo que se requería adicionar tetraetilo de plomo para subir el 
octanaje. En 1986 se cambia la formulación de la gasolina, por gasolinas de alto octano, 
con lo que el requerimiento de tetraetilo de plomo disminuyó (Bravo-A. et al., 1991b). 
 
A finales de 1988 se introduce el MTBE a las gasolinas que se distribuían en la Zona 
Metropolitana de la Ciudad de México, con la justificación de reducir emisiones de 
monóxido de carbono (CO) y de hidrocarburos totales (HCT) (Bravo-A. et al., 1991b). 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 7 
En septiembre de 1990, se sustituyó la gasolina Extra Plus por Magna Sin, un producto sin 
plomo que satisfacía los requerimientos de los vehículos con convertidor catalítico 
(Altamirano-Sánchez y Fernández-Villagómez, 2001). Para esto, se debía contar con 
convertidores catalíticos en los escapes, que convierten los hidrocarburos y el monóxido 
de carbono, en dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua; los óxidos de nitrógeno (NOx) se 
disocian en nitrógeno molecular (N2) y oxígeno (O2). 
 
Como resultado de estos programas, a lo largo de la década de los noventa del siglo XX, se 
registró un avance en la reducción y contención de los niveles de contaminación 
atmosférica, a pesar del continuo crecimiento de la población, del número de vehículos y 
del ritmo de actividad en esta zona. Las concentraciones de plomo en el aire se redujeron 
en más de un 99% en comparación con los niveles que prevalecían en 1988 (Comisión 
Ambiental Metropolitana, 2000). 
 
En 1996 se aplicó una nueva regulación de gasolinas, limitando la presión de vapor, el 
contenido de olefinas aromáticas, benceno y azufre, para lo cual PEMEX introdujo la 
gasolina Premium. Un año después PEMEX puso a la venta la nueva gasolina Magna 
reformulada y menos reactiva, y deja de distribuir la gasolina Nova en la Zona 
Metropolitana del Valle de México (ZMVM). 
 
En 2006 se publicó la NOM-086, que establece las condiciones fisicoquímicas que deberán 
cumplir los combustibles en México y se inicia el suministro de gasolina Premium UBA, de 
ultrabajo contenido de azufre en la ZMVM (Proaire, 2011). La Figura 1 muestra la evolución 
en el volumen de ventas de las gasolinas en México de 1990 al 2015. 
 
 
 
Figura 1. Volumen de ventas histórico de gasolinas en México, de 1990 a 2015, por tipo de gasolina. 
Fuente: Sistema de Información Energética de la SENER con información de Petróleos Mexicanos 
(Sie.energia.gob.mx, 2016). 
 
En la actualidad, PEMEX distribuye las gasolinas Magna y Premium, las cuales deben 
cumplir con la NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005, que establece diferentes 
especificaciones para estos combustibles. En el tema de los aditivos oxigenantes, marca un 
porcentaje máximo de 2.7% en masa de oxígeno para toda la gasolina Premium, y de 2.7% 
para la gasolina Magna únicamente en las zonas metropolitanas del Valle de México, de 
Monterrey y de Guadalajara, así como para Ciudad Juárez en el periodo invernal (para 
reducir las emisiones de monóxido de carbono). Los principales agentes oxigenantes 
empleados en México son el MTBE y el TAME (teramil metil éter). El MTBE, que tiene un 
18.2% en masa de oxígeno, mezclado para dar un 2.7% de oxígeno a la gasolina, equivale a 
una proporción cercana al 15% en volumen. 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 8 
La capacidad de producción de MTBE y TAME en México se presenta en la Tabla 1. 
 
Tabla 1. Capacidad instalada de producción de agentes oxigenantes en el Sistema Nacional de 
Refinación (cifras en miles de barriles por día). Con información de Martínez (2006) 
 
Refinería MTBE TAME 
Cadereyta 2.9 0 
Madero 2.5 2.3 
Minatitlán 0 0 
Salamanca 1.1 0 
Salina Cruz 0.7 1.5 
Tula 2.3 2.3 
Total 9.5 6.1 
 
La capacidad de producción nacional de estos aditivos oxigenantes es del orden de 15,600 
barriles por día. En términos de requerimientos de alcohol para su obtención (metanol), se 
demandan de 0.3 a 0.4 barriles por cada barril de éter, por lo que el suministro de metanol 
diario es del orden de 6,240 barriles, los cuales son proporcionado por PEMEX 
Petroquímica, que los produce en sus instalaciones de San Martín Texmelucan, Puebla 
(Martínez, 2006). 
 
En México, la Secretaría de Energía, a través de su portal del Sistema de Información 
Energética, reporta los volúmenes de producción, importación y exportación de MTBE 
para los años 2001 a 2007 (Figura 2). 
 
 
Figura 2. Volumen de MTBE (aditivo para combustible) producido, importado y exportado, en miles de 
toneladas, del año 2001 al 2007 (Sie.energia.gob.mx, 2016) 
 
Para los años 2006 y 2007, el volumen de MTBE importado supera al producido en el país 
en prácticamente el doble. La mayor parte proviene de Estados Unidos y en la Figura 3 se 
muestran los volúmenes importados de dicho país, por año, del 2004 al 2016. 
 
 
 
Figura 3. Volumen de MTBE importado de EE. UU., en miles de barriles por año (EIA, 2016) 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 9 
Los datos de la EIA incluyen únicamente las exportaciones de MTBE como tal, y no reflejan 
el MTBE en la mezcla de gasolinas importadas. Se ha observado un crecimiento en su 
demanda por la creciente demanda de gasolinas (Figura4), con una cifra de importación 
récord en el último año. 
 
 
 
Figura 4. Volúmenes de producción, importación y total de demanda interna de gasolinas automotrices, 
en miles de barriles diarios, del año 1993 al 2015. Fuente: Sistema de Información Energética e IMP 
(Balance nacional de gasolinas automotrices), con base en información de AMDA, AMIA, ANPACT, 
BANXICO, CFE, CONUEE, EIA, EPA, IEA, INEGI, Pemex, SCT, SENER y empresas privadas 
(Sie.energia.gob.mx, 2016). 
 
Mientras que las gasolinas producidas en el país se han mantenido constantes alrededor 
de los 400 mil barriles diarios, la creciente demanda interna se ha satisfecho con las 
gasolinas importadas. En las últimas fechas, la cantidad de gasolina importada es igual o 
incluso supera a la producida en México (Sie.energia.gob.mx, 2016). 
 
La producción de aditivos oxigenantes a partir de etanol es técnicamente factible. El MTBE 
y el TAME, pueden sustituirse como agentes oxigenantes, por compuestos derivados del 
etanol como el ETBE y TAEE (etil ter-butil éter y ter-amil etil éter). En algunos países el 
cambio se ha dado por mandato gubernamental, y en México se busca que comience la 
sustitución de MTBE con etanol como un primer paso. Sin embargo, hoy en día, el MTBE 
sigue siendo el principal agente oxigenante de las gasolinas. El problema principal para la 
transición es la infraestructura existente, así como garantizar un abasto continuo de 
etanol. En la última década se registró un incremento de 40% en el consumo de gasolinas y 
diesel, mientras que la infraestructura asociada se ha mantenido prácticamente igual. 
 
En términos de formulación de gasolinas, la incorporación del etanol en su producción 
implica eliminar de su preparación componentes como los butanos y pentanos, los cuales 
son de bajo costo y alto octano, para sustituirlos por otros de mayor valor, lo cual 
incrementa el valor de cada barril de combustible. Además, el mezclado de gasolinas con 
alcohol no se lleva a cabo en las refinerías, por lo que se deberán considerar las 
inversiones para poder realizar esta operación en cada una de las terminales de 
almacenamiento y distribución (Martínez, 2006). 
 
 
En México hay pocos reportes de la presencia y los efectos del MTBE en el ambiente. Se 
han medido concentraciones en aire de 4.4 ppb y 11.5 ppb en emisiones de vehículos en 
circulación y en una estación de servicio, respectivamente. También se han detectado 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 10 
concentraciones de 100-1500 mg/kg en suelo, en zonas de estaciones de almacenamiento 
y distribución de gasolinas. Concentraciones entre 4 y 87 mg/L se han encontrado en agua 
subterránea en los alrededores de estaciones de servicio (Razo-Flores et al., 2004). 
 
 
2.3 Propiedades fisicoquímicas 
 
El metil tert-butil éter, se conoce también como como éter metil tert-butílico o con la 
nomenclatura de la IUPAC como 2-metoxi-2-metilpropano. A temperatura ambiente el 
MTBE es un líquido incoloro, volátil, inflamable, de baja viscosidad, que se disuelve 
fácilmente en agua; su fórmula molecular es C5H12O y su estructura se muestra en la Figura 
5. La Tabla 2 muestra algunas propiedades de este compuesto. 
 
 
 
Figura 5. Estructura molecular del MTBE ("MTBE | Wikiwand", 2016) 
 
 
Tabla 2. Propiedades físicas, químicas y térmicas del MTBE. Información de ("MTBE | Wikiwand", 2016; 
Hamid y Ali, 2004; "MTBE | C5H12O - PubChem", 2016). 
 
Fórmula molecular C5H12O 
Masa molecular 88.15 g/mol 
Análisis por elemento 
 Carbono (%masa) 
 Hidrógeno (%masa) 
 Oxígeno (%masa) 
 Relación C/H 
 
68.1 
13.7 
18.2 
5 
Densidad (a 20°C) 0.74 g/cm3 
Presión de vapor 33 kPa a 25°C 
Presión de vapor Reid de mezclado 6.89 kPa (8 psi) 
Punto de ebullición 55°C 
Punto de congelación -108.6°C 
Densidad de vapor (aire=1) 3.1 
Constante de Henry 0.022 a 25°C 
Solubilidad del MTBE en agua 5 % en masa a 25°C 
42 g/L a 20°C 
Viscosidad 0.36 cP a 25°C 
Calor latente de vaporización a 25°C 341.83 kJ/kg 
Calor específico a 25 °C 2.13 kJ/kg°C 
Temperatura de auto ignición 374°C 
Octanaje de mezcla a 
RON 
MON 
 
117 
101 
 a obtenido al añadir 10% en volumen de MTBE a una gasolina base con 
RON=94.3, MON=84.3 
 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 11 
Por su densidad, los componentes de la gasolina en contacto con el agua quedarán 
flotando sobre su superficie. En comparación con otros compuestos de las gasolinas, el 
MTBE tiene un punto de ebullición bajo (55°C), por lo que es factible que se someta a 
tratamientos térmicos (Moyer, 2003b). 
 
La presión de vapor es la que ejerce el vapor con su fase condensada a una temperatura 
dada en equilibrio termodinámico. Es un indicador de la tasa de evaporación del líquido o 
de su volatilidad. La presión de vapor de cualquier substancia se incrementa de forma no 
lineal con la temperatura. Al incrementar la temperatura de un líquido, su energía cinética 
aumenta, por lo que el número de moléculas que pasan a vapor también se incrementa, 
aumentando la presión de vapor. Esta medida es relevante en los compuestos 
contaminantes que se volatilizan en el suelo, como la gasolina. La presión de vapor alta del 
MTBE indica que la extracción de vapores del suelo puede ser una medida de remediación 
para este compuesto (Moyer, 2003b). 
 
En términos comerciales e industriales, la densidad de vapor se define con respecto a la 
del aire. Al aire se le asigna la densidad de vapor de uno, con una masa molecular de 28.97 
uma. Para obtener la densidad de vapor, se divide la masa molecular entre este número, 
por lo que la densidad de vapor indica si un gas es más denso o menos denso que el aire. 
Las densidades de vapor de los componentes de la gasolina son mayores a la del aire (3.1 
para el MTBE). Por lo tanto, en ausencia de gradientes de presión o temperatura, los 
vapores de la gasolina tienden a hundirse y acumularse en zonas bajas. 
 
La solubilidad es la medida de la capacidad del MTBE para disolverse en agua, ya sea 
superficial o subterránea. La solubilidad de los compuestos orgánicos en general aumenta 
con la temperatura. Cuando una gasolina está en equilibrio con el agua, la solubilidad de 
cada componente de la gasolina será igual a la fracción molar del componente por la 
solubilidad del compuesto puro. Por ejemplo, la concentración de MTBE en agua en 
equilibrio con una gasolina que tiene MTBE al 1% en moles, será de 500 mg/L, mientras 
que la concentración de MTBE puro en agua al equilibrio sería de 50,000 mg/L (Moyer, 
2003b). 
 
La ley de Henry señala que la cantidad de gas disuelta en un líquido a temperatura 
constante es proporcional a la presión parcial del gas sobre el líquido. La constante de 
Henry mide la volatilización de un compuesto de la fase disuelta al aire. Esto es importante 
en situaciones en las que componentes disueltos en agua subterránea se volatilizan al aire 
en el suelo. Es un coeficiente de equilibrio, igual a la concentración en aire dividido entre 
la concentración en agua. La constante de Henry para el MTBE es menor que para otros 
componentes de la gasolina como los BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos), lo 
que indica que tiene una menor tendencia a volatilizarse del agua al aire. Esto implica que 
para técnicas de remediación que involucran transferir componentes de la fase acuosa a la 
fase vapor (air stripping), se necesitará una mayor relación de aire-agua para remover 
MTBE que para los BTEX (Moyer, 2003b). 
 
Las reacciones que ocurren entre un soluto y la superficie de los sólidos del medio poroso 
tienen un papel importante en el control de la química del agua subterránea. La adsorción 
es un proceso por el que las moléculas quedan atrapadas o retenidas en la superficie de un 
material. Para el caso de un compuesto en un acuífero, este proceso retrasa su avance o 
incluso lo inmoviliza si el compuesto se adhiere a la superficie de las partículas de suelo. 
Usos, propiedades y problemasambientales del MTBE 
 12 
Las moléculas orgánicas hidrofóbicas tienden a asociarse con ambientes no polares, en 
este caso, con la materia orgánica sólida presente en el suelo. En general, mientras más 
hidrofóbico es un compuesto, mayor será su tendencia por dividirse hacia la fase sólida. 
Cuando las moléculas orgánicas tienen carga, la sorción hidrofóbica representa sólo una 
parte del total de la sorción, ya que las fuerzas electrostáticas causadas por la interacción 
con las superficies con carga también son importantes (Domenico y Schwartz, 1998). 
 
La sorción se puede cuantificar de varias formas, una de las cuales es con el coeficiente de 
distribución Kd. Éste es un coeficiente de partición que refleja el grado de sorción; un 
incremento en el valor de Kd indica una mayor tendencia de sorción. 
 
Kd puede expresarse como la concentración adsorbida, CS, dividida entre la concentración 
en agua en equilibrio con el suelo, CW. La adsorción de un compuesto al suelo es 
proporcional a la cantidad de carbono orgánico en el suelo, por lo que Kd se puede 
expresar también como el producto de la fracción de carbono orgánico en el suelo, fOC, por 
un coeficiente de partición del carbono orgánico específico para cada compuesto, KOC 
(Moyer, 2003b): 
 
Kd=Cs/Cw=foc KOC Ecuación 1 
 
El KOC es un coeficiente de partición del carbono orgánico y es una medida de la movilidad 
de una sustancia en el suelo. El valor de KOC para el MTBE es de 12.59, lo que indica que el 
movimiento del MTBE en agua subterránea no se retrasa significativamente y que el MTBE 
puede extraerse del suelo (Moyer, 2003b). 
 
Otro parámetro relacionado es el coeficiente de partición octanol-agua, KOW, que es la 
relación entre la concentración molar del compuesto orgánico en la fase octanol y la 
concentración molar en agua cuando el sistema está en equilibrio. Este coeficiente se 
relaciona con la solubilidad de un compuesto y su adsorción a suelos o sedimentos. El 
valor de KOW representa la tendencia de un compuesto químico a separarse entre una fase 
orgánica y una fase acuosa. Existe una correlación entre el KOC y el KOW, ya que la partición 
de un compuesto orgánico entre agua y el carbono orgánico no es muy distinta que la del 
agua y el octanol (Domenico y Schwartz, 1998). 
 
Los compuestos hidrofílicos tienen mayor solubilidad en agua y valores relativamente 
bajos de KOW, por lo que prefieren la fase acuosa y tienen menor afinidad por el carbono 
orgánico. Compuestos con valores de KOW menores a 10 pueden considerarse hidrofílicos, 
con alta solubilidad en agua y un coeficiente bajo de adsorción a suelo. El MTBE, con un 
KOW de 8.71 (PubChem, 2016), no se adsorbe a partículas del suelo, por lo que se mueve 
más rápido y más lejos que otros componentes de la gasolina. 
 
 
Entre los compuestos oxigenantes de gasolinas se pueden encontrar el MTBE, el ETBE (etil 
tert-butil éter), el TAME (tert-amil metil éter), el alcohol etílico, el TBA (tert-butil alcohol o 
terbutanol), entre otros. De éstos, el MTBE es el más utilizado por sus propiedades físicas y 
químicas compatibles con las de la gasolina (Hamid y Ali, 2004). La Tabla 3 muestra 
algunas propiedades relevantes para la mezcla con gasolina de estos compuestos. 
 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 13 
Tabla 3. Propiedades físicas y de mezcla para éteres y alcoholes como aditivos oxigenantes (Hamid y Ali, 
2004) 
 
Oxigenante Gravedad 
específica 
Punto de 
ebullición 
(°C) 
Octanaje promedio 
(R+M)/2 
Contenido 
de Oxígeno 
(% masa) 
Tolerancia al 
agua 
MTBE 0.744 55.2 110 18.2 Excelente 
ETBE 0.747 67.0 111 15.7 Excelente 
TAME 0.770 86.0 105 15.7 Excelente 
 
Metanol 0.796 149 120 50 Pobre 
Etanol 0.794 172 115 35 Muy pobre 
 
Los éteres tienen puntos de ebullición bajos comparados con los alcoholes y requieren 
menor calor de vaporización. Los compuestos que necesitan mayor calor son más difíciles 
de vaporizar durante la operación con un motor frío. La vaporización incompleta ocasiona 
una mala mezcla de combustible y aire, lo que repercute en una combustión incompleta y 
mayor emisión de hidrocarburos (Hamid y Ali, 2004). Además, los alcoholes presentan 
problemas de separación de fase en presencia de cantidades traza de agua o corrosión en 
el motor. Por estas razones, los éteres son más utilizados como agentes oxigenantes. 
 
 
2.4 Transporte 
 
La mayoría de las fugas de gasolina ocurren en el suelo, pero generalmente por encima del 
nivel freático. La gasolina desciende por la zona no saturada por efecto de gravedad, 
dejando una concentración residual de gasolina en el suelo, que se mantiene por atracción 
capilar. La gasolina eventualmente puede alcanzar el nivel freático. 
 
El nivel freático presenta naturalmente cambios con el tiempo, debido a las variaciones 
estacionales en la cantidad de agua. En estos casos, la gasolina se redistribuye en una zona 
de embarramiento (smear zone). Al cambiar el nivel, la posición de la zona de 
embarramiento con respecto al agua subterránea también cambia, por lo que la gasolina 
puede quedar sobre el nivel freático o debajo de éste (Wilson, 2003). 
 
Cuando queda gasolina residual en la zona no saturada, el MTBE y otros compuestos 
orgánicos se volatilizan de la gasolina y se pueden mueven como vapor en el suelo. Los 
vapores del MTBE tienen afinidad por el agua y tienden a disolverse en el agua que existe 
en los poros de la zona no saturada. La recarga por precipitación puede mover esta agua 
de la zona no saturada hacia la zona saturada, y cuando la gasolina se encuentra con el 
nivel freático, el MTBE ingresa en el agua subterránea. (Wilson, 2003). 
 
La concentración de MTBE en el agua en contacto con la gasolina en un estado de 
equilibrio se puede estimar partiendo de la fracción molar del MTBE en la gasolina y la 
solubilidad del compuesto puro. Con esto, se pueden esperar valores promedio de 
concentración de entre 6250 mg/L a 8490 mg/L para porcentajes de MTBE en la gasolina 
de entre 11 y 15% en volumen. Sin embargo, las muestras de agua subterránea en pozos 
de seguimiento o “monitoreo” en sitios contaminados, presentan concentraciones más 
bajas. Los principales factores que contribuyen a esta diferencia entre las concentraciones 
esperadas y medidas de MTBE pueden ser (Wilson, 2003): 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 14 
1. La temperatura puede ser menor a 25°C y la solubilidad del MTBE disminuye al 
disminuir la temperatura. 
2. El contenido de MTBE en la gasolina derramada puede ser menor al porcentaje 
máximo de 15% en volumen. 
3. Puede ocurrir un efecto de partición del MTBE de la gasolina residual: en la zona de 
embarramiento, la gasolina ocupa del 5 al 10% del espacio de poros, mientras que el 
resto es agua. El MTBE sale de la gasolina, lo que baja la fracción molar en la 
gasolina residual y, a su vez, baja la concentración en el equilibrio en agua. 
4. La concentración del MTBE en la zona de embarramiento tiende a disminuir con el 
tiempo de acuerdo con el volumen de agua que se mueve a través de esta zona. Si la 
zona de embarramiento no está en contacto directo con el agua subterránea, no 
habrá una transferencia efectiva del MTBE y su concentración en el agua será menor 
a la esperada dada la fracción de MTBE en la gasolina. 
 
Una vez disueltos en el agua, los componentes de la gasolina se mueven de acuerdo con el 
flujo natural del agua subterránea y se atenuarán por dispersión. La distribución del MTBE 
en el agua subterránea estará controlada por los procesos hidrogeológicos particulares de 
la zona y por los factores que contribuyen a la atenuación natural. Sin embargo, la 
contaminación puede persistir por más tiempo según sea la tasa de transferencia de 
componentes de la gasolina residual sobre el nivel freático hacia el agua subterránea 
(Fetter, 2001). 
 
 
2.5 Biodegradación y atenuación natural 
 
Uno de los primeros estudios sobre el comportamiento del MTBE en agua subterránearealizado en el campo experimental de Borden en Canadá (Hubbard et al., 1994), mostró 
que luego de inyectar MTBE en el acuífero y evaluar durante 16 meses, no se observó un 
cambio significativo en su concentración. Este lapso de tiempo era suficiente para mostrar 
biodegradación de otros compuestos de la gasolina como los BTEX (benceno, tolueno, 
etilbenceno, xilenos), por lo que estos resultados indicaban que aparentemente el MTBE 
era persistente en el agua y resistente a la descomposición microbiana. Sin embargo, 
luego de ocho años se volvió a analizar el agua subterránea en este sitio y se comprobó 
que el MTBE se había reducido significativamente, siendo la causa más probable la 
biodegradación (Schirmer et al., 1999). 
 
Además, los primeros experimentos a nivel de laboratorio mostraban cierta dificultad en 
aislar cultivos de bacterias capaces de degradar el MTBE en lapsos de tiempo habituales 
para otros hidrocarburos comunes. Sin embargo, una vez que los tiempos de observación 
se alargaron, se comprobó que la tasa de crecimiento de cultivos bacterianos que 
degradan el MTBE es de una décima a una centésima parte de la tasa de crecimiento de 
aquellos que degradan hidrocarburos como benceno, tolueno o xilenos, en condiciones 
aerobias (Wilson et al., 2005). Esta tasa de crecimiento más lenta tiene un efecto 
importante en el tiempo requerido para que un cultivo alcance densidades que consuman 
totalmente el MTBE. 
 
En términos generales es la estructura de la molécula, con su enlace éter y la longitud de 
cadena de 1 carbono, lo que indica que el compuesto es más resistente a la degradación 
microbiana. El MTBE se degrada por una enzima que rompe el enlace éter, generando TBA 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 15 
(alcohol terbutílico) como producto intermedio estable, y formaldehído como 
subproducto; el TBA se degrada en varios pasos hasta dióxido de carbono como producto 
final (Cappuyns et al., 2010). Al TBA también se le asocian riesgos potenciales a la salud 
(Energy and Environmental Affairs, 2017), por lo que las técnicas de biodegradación deben 
enfocarse a ambos compuestos. 
 
A finales de la década de los noventa, surgieron estudios de campo y de laboratorio que 
demostraban la biodegradación de este compuesto, en su mayor parte bajo condiciones 
aerobias (Salanitro et al., 1994; Borden et al., 1997; Martienssen et al, 2006; Metcalf et al., 
2016). En estos estudios se concluye que los ambientes aerobios son más favorables para 
el crecimiento de poblaciones bacterianas capaces de degradar al MTBE. 
 
Bajo condiciones anaerobias, la biodegradación del MTBE se ha observado a nivel de 
laboratorio en condiciones reductoras y metanogénicas. Algunos experimentos en campo 
han mostrado que el MTBE se transforma a TBA en condiciones fuertemente anaerobias 
con la adición experimental de etanol (Rasa et al., 2011). Los sitios bajo condiciones 
anaerobias (excluyendo la metanogénesis) tienden a mostrar una degradación poco 
significativa de MTBE (Wilson et al., 2005). La aclimatación de los organismos para 
biodegradar el MTBE bajo estas condiciones es muy difícil y es posible que los mecanismos 
que lo remueven pueden ser procesos abióticos más que biológicos (Waul et al., 2009). 
Por lo tanto, a pesar de que se ha demostrado que la biodegradación anaerobia del MTBE 
es posible, no es un proceso común y es más la excepción que la norma. 
 
En varios estudios, se han replicado las condiciones de campo en microcosmos de 
laboratorio y se han obtenido tasas de degradación que, en la mayoría de los casos, son 
más altas que las medidas en campo (Martienssen et al., 2006; Rasa et al., 2011; Schirmer 
et al., 2003). Es posible que esto se deba a las condiciones favorables que se recrean, así 
como a la reducción de factores que pueden afectar los procesos de biodegradación (las 
concentraciones son menores, las temperaturas son estables, se trabaja con un sólo 
contaminante, se añaden nutrientes, etc.). Es importante recalcar que la biodegradación 
del MTBE depende mucho de las condiciones particulares de cada sitio y que se ve 
afectada por la interacción entre su propia biodegradación y la de otros componentes de 
la gasolina. 
 
Una serie de estudios se ha enfocado en analizar los efectos que tiene la presencia 
conjunta de BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos) y MTBE. Desde los primeros 
estudios, se identificó que la presencia de BTEX en experimentos de laboratorio no 
aumentaba la biodegradación del MTBE (Borden et al., 1997) y más bien se ve inhibida por 
la presencia de BTEX (EA, 2002); (Deeb et al., 2001) reportan una inhibición total de la 
biodegradación de MTBE en presencia de 20 mg/L de etilbenceno o xilenos y una 
reducción significativa de la biodegradación en presencia de benceno y tolueno (utilizando 
la cepa PM1). (Pruden et al., 2004) utilizaron una cepa microbiana distinta (UC1) y no 
encontraron un impacto negativo en la degradación del MTBE por la presencia de BTEX. 
Otro estudio encontró que la degradación está fuertemente inhibida por xilenos y tolueno 
(Wang y Deshusses, 2007). Recientemente se ha estudiado la interacción entre la 
degradación del MTBE y los BTEX a nivel genético, encontrando que la presencia de 
etilbenceno inhibe la inducción de los genes responsables de la biodegradación en la cepa 
PM1 (Joshi et al., 2016). 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 16 
Un estudio sobre la atenuación natural del MTBE en EE. UU. encontró que éste se había 
disipado de forma natural en más del 80% de los sitios analizados, luego de dos años de 
estudio (Metcalf et al., 2016). Wilson et al. (2005) integran un documento con tasas de 
atenuación de MTBE en el cual se reportan tasas de 0.15-0.75 años-1, equivalentes a vidas 
medias de 337 a 1686 días, derivadas de pozos de evaluación en sitios de derrames de 
gasolina en cinco estados de EE. UU. En un sitio de Alemania contaminado por fugas de 
tanques subterráneos de MTBE puro y gasolina, se detectó que el bulbo de MTBE ha 
migrado y mide 1700 metros a lo largo, lo que indica cierta persistencia del contaminante; 
en este sitio predominan condiciones ‘microaerobias’ a anaerobias, pero se han estimado 
tasas de degradación significativas (1.9 mg/L/día) (Martienssen et al., 2006). Estos 
resultados han demostrado que incluso tasas de biodegradación bajas pueden aumentar 
significativamente la atenuación natural en los acuíferos. 
 
Dado que el MTBE frecuentemente migra largas distancias y las tasas de degradación 
pueden ser bajas, es difícil evaluar la biodegradación basada en concentraciones o con 
balances de masa. Existen varios enfoques para documentar la biodegradación, como 
pueden ser la pérdida de MTBE y la acumulación de un producto de degradación 
intermedio, que en este caso corresponde al TBA. 
 
En casos donde se tienen análisis que incluyen TBA a largo plazo se puede observar una 
transición en las proporciones de MTBE a TBA en el agua subterránea (Rasa et al., 2011). El 
mejor indicio de la biodegradación del MTBE con parámetros de seguimiento 
convencionales es el incremento persistente en la relación de TBA a MTBE en el agua 
subterránea (Wilson et al., 2005). Sin embargo, la aparición de TBA puede no ser un 
indicador confiable, ya que la biodegradación puede ocurrir sin una acumulación 
significativa de TBA o el mismo TBA puede estar presente en la gasolina desde un inicio 
(Hunkeler et al., 2001). 
 
Una técnica más reciente para evaluar la biodegradación del MTBE en campo se basa en el 
fraccionamiento de isótopos estables de carbono en el MTBE. Durante la biodegradación, 
las moléculas con un 12C se metabolizan más rápidamente que las moléculas con un 13C 
(por el efecto cinético que discrimina el isótopo más pesado). Al continuar la 
biodegradación, el MTBE restante se enriquece progresivamente en el isótopo 13C, por lo 
que el alcance de la biodegradación se puede determinar a partir del cambio en la relación 
de isótopos establesde carbono en el MTBE (Wilson et al., 2005). 
 
Sin embargo, existen algunas complicaciones con esta técnica ya que varios factores 
pueden influir en las mediciones. Las características son muy específicas para cada sitio y 
las mediciones pueden ser costosas. Se debe conocer el ∂13C inicial del MTBE en la 
gasolina de cada sitio, y si existen fugas de diferentes gasolinas. Se debe estimar también 
la contribución relativa de biodegradación aerobia y anaerobia a la atenuación del MTBE, 
ya que éste se fracciona más rápidamente bajo condiciones anaerobias por la reacción 
inicial que involucra la hidrólisis del enlace éter (Wilson et al., 2005). 
 
La biodegradación es un factor muy importante en la atenuación natural de un bulbo de 
contaminación y es determinante para estimar la permanencia del contaminante en el 
suelo y agua subterránea. 
 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 17 
2.6 Riesgos potenciales a la salud 
 
El MTBE genera un olor y sabor característicos cuando está presente en el agua por 
encima de cierta concentración. La respuesta a sabor y olor reportada en estudios está en 
el rango de 24-135 µg/L y 15-180 µg/L, respectivamente (US EPA, 1997). Un estudio del 
‘Instituto Americano del Petróleo’ (API, 1993) calcula valores límite de detección de 39 
µg/L para sabor y 45 µg/L para olor, describiendo el sabor del MTBE en agua como 
desagradable y amargo. 
 
La fuente principal de exposición humana al MTBE es probablemente por inhalación en 
aire más que por ingestión oral (WHO, 2005). La exposición más importante se relaciona 
con el transporte vehicular y en estaciones de servicio. 
 
No hay estudios de los efectos en la salud luego de exposición oral al MTBE, pero existen 
estudios de la respuesta a MTBE en aire, en zonas donde se añade a la gasolina. En estos 
casos se han reportado síntomas como dolor de cabeza e irritación de ojos. Sin embargo, 
los estudios controlados han dado resultados inciertos y en general no se observan 
cambios cuantificables en los sujetos expuestos a niveles de MTBE en aire que se pueden 
encontrar normalmente, incluso en ambientes como estaciones de servicio (WHO, 2005). 
 
El IPCS (International Programme on Chemical Safety) concluyó que el MTBE se considera 
un carcinógeno en roedores, pero esta respuesta es evidente solo en niveles elevados de 
exposición que inducen otros efectos adversos. La agencia internacional para la 
investigación del cáncer, IARC, clasifica al MTBE dentro del denominado Grupo 3, en el que 
basado en la evidencia experimental limitada que existe en animales y la evidencia 
inadecuada para humanos, el MTBE resulta no clasificable en su carcinogenicidad para 
humanos. 
 
El terbutanol (TBA) es el subproducto de biodegradación más común del MTBE. La 
evaluación para salud de este compuesto por parte de la EPA está actualmente en 
desarrollo. El borrador actual de la evaluación identifica los efectos del TBA en los riñones 
como un posible riesgo humano, y concluye que hay evidencias que sugieren su potencial 
carcinogénico, basado en tumores en roedores (US EPA e IRIS, 2016). 
 
 
2.7 Tratamiento 
 
La concentración de MTBE en el agua subterránea puede reducirse con métodos de 
‘aireación’. En estos casos se necesitan altas tasas de flujo de aire o tiempos de contacto 
grandes. En pruebas de agua subterránea con MTBE en concentraciones de 13-14 µg/L se 
obtuvo una remoción de 44%, 51% y 63% con relaciones de aire-agua de 44:1, 75:1 y 125:1 
respectivamente, en una columna. Un aireador con una relación aire–agua de 200:1 dio 
una remoción del 95% (WHO, 2005). 
 
Se ha reportado que el MTBE es difícil de remover por adsorción en carbón activado. Un 
experimento filtró agua contaminada a través de carbón activado con un tiempo de 
contacto de 12 minutos, reduciendo las concentraciones de 25-35 µg/L a niveles no 
detectables durante 2 meses. A los cuatro meses de operación, el MTBE se volvió 
nuevamente detectable por olor y sabor (Dyksen et al., 1992). 
Usos, propiedades y problemas ambientales del MTBE 
 18 
Una remoción del 77% se alcanzó cuando se trató el agua con peróxido de hidrógeno y 
ozono. La dosis de ozono fue de 3 mg/L, la relación molar de peróxido a ozono fue de 0.5 y 
el tiempo de contacto fue de 4.3 minutos (Dyksen et al., 1992). 
 
 
 
 
 
Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 19 
3. Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 
La Refinería 18 de Marzo, situada al noroeste de la Ciudad de México operó durante 58 
años, de 1933 a 1991. En sus inicios se localizaba en las afueras de la ciudad, pero con el 
crecimiento urbano quedó finalmente dentro de la gran metrópolis. En la Figura 6 se 
muestra la localización de la ex-refinería. 
 
 
 
Figura 6. Localización de la ex-Refinería 18 de Marzo, en los límites de las delegaciones Miguel Hidalgo y 
Azcapotzalco, al noroeste de la Ciudad de México. En gris se muestra la extensión del área urbana 
actual. Datos de INEGI (2013)1 
 
A partir de marzo de 1991, la refinería cerró sus operaciones y comenzó un proceso de 
desmantelamiento. Entre 1991 y 2004 se realizaron trabajos de caracterización para 
evaluar la extensión de la contaminación en el sitio y elaborar un plan de remediación. La 
primera etapa de remediación inició a finales del 2006. En 2007 se anunció la construcción 
de un parque en la parte norte de los terrenos originales de la ex-refinería, con una 
superficie de 55 hectáreas donadas por parte de PEMEX a la SEMARNAT 
(Parquebicentenario.gob.mx, 2016). 
 
 
3.1 Historia 
 
En 1933 la compañía petrolera “El Águila” inauguró la refinería en Azcapotzalco. Luego de 
la expropiación petrolera, Petróleos Mexicanos inauguró en 1946 la renombrada Refinería 
18 de Marzo, incrementando su capacidad de refinación (Parquebicentenario.gob.mx, 
2016). 
 
Las siguientes tres figuras muestran fotografías aéreas históricas de diferentes etapas de la 
refinería. 
 
1 Todos los mapas presentados en este trabajo utilizan la proyección UTM, zona 14Q, datum WGS84 
Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 20 
 
 
Figura 7. Vista aérea tomada en 1935 por la Cía. Mexicana Aerofoto, que muestra la Refinería de 
Azcapotzalco, propiedad de la compañía El Águila (Parquebicentenario.gob.mx, 2016). Se puede apreciar 
la extensión de las áreas agrícolas que rodeaban a la refinería. 
 
 
 
Figura 8. Vista de la refinería desde el sureste en 1945 (Fundación ICA, 2016) 
 
 
 
Figura 9. Vista de la refinería desde el sur en marzo de 1960 (Compañía Mexicana Aerofoto, tomada de 
Fundación ICA, 2016). En la parte superior de la foto se aprecia el complejo norte (actual parque 
Bicentenario), en la parte central el complejo sur de la refinería, y en la parte de abajo, el panteón 
Español. 
Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 21 
La refinería llegó a contar con 14 plantas de refinación, 3 unidades petroquímicas, 218 
tanques de almacenamiento, terminales de embarques y reparto. Abastecía de productos 
finales a la Zona Metropolitana del Valle de México (SEMARNAT, 2012). 
 
La Refinería 18 de Marzo producía principalmente gasolinas, turbosina, kerosina, diesel, 
gas, gas licuado del petróleo y combustóleo, con una capacidad de refinación de 7500 
barriles de petróleo por día (Parquebicentenario.gob.mx, 2016). 
 
El 18 de marzo de 1991 se ordenó el cierre de la refinería, con el propósito de reducir la 
contaminación del aire de la Zona Metropolitana en el Valle de México. Entre 1991 y 2007, 
Pemex realizó acciones para el desmantelamiento y limpieza de la ex-refinería. En abril del 
2006 la SEMARNAT resolvió que la remediación del predio era viable para un uso de suelo 
recreativo. El proyecto consideraba la construcción de cinco jardines en tres etapas, de 
junio de 2009 a junio de 2011 (SEMARNAT 2012). 
 
Como parte del Proyecto Integral Azcapotzalco, se inauguró, en noviembre de 1994, la 
Terminal de Almacenamiento y Distribución 18 de Marzo (TAD). Lasinstalaciones entraron 
en operación en septiembre de 1996 y cuentan con una capacidad de almacenamiento de 
1.5 millones de barriles (Tabla 4). 
 
Tabla 4. Capacidad de almacenamiento y número de tanques en la Terminal de Almacenamiento y 
Distribución 18 de Marzo (Dueñas-Salgado, 1999) 
 
Producto Tanques Volumen (barriles) 
Pemex Premium 2 200,000 
Pemex Premium 2 40,000 
Pemex Diesel 3 300,000 
Pemex Magna 4 400,000 
Pemex Magna 2 200,000 
Turbosina 3 300,000 
Combustible industrial 2 60,000 
Total 18 1,500,000 
 
La TAD recibe combustibles de Tula, Minatitlán y Tuxpan y, a través de poliductos, 
abastece de gasolinas y diesel a otras terminales de almacenamiento y distribución de la 
Ciudad de México y de la Zona Metropolitana, así como de turbosina a Aeropuertos y 
Servicios Auxiliares. 
En mayo de 2007, PEMEX transmitió la propiedad de 55 hectáreas de la Refinería 18 de 
Marzo al Gobierno Federal. En enero de 2008 la Secretaría de la Función Pública, publicó el 
acuerdo por el que se destinan al servicio de la SEMARNAT, cinco inmuebles, que suman la 
superficie total de 550,147.74 m2, a efecto de que se utilice en la construcción de un 
parque ecológico. En diciembre de 2009, se tramitó el registro de la cartera de inversión 
del Proyecto “Reintegración al contexto urbano y social del predio que ocupara la 
Refinería 18 de Marzo”, autorizado con un monto total de inversión modificado de 
$1,847’718,668.00 (SEMARNAT, 2012). 
 
 
 
Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 22 
3.2 Caracterización y remediación 
 
Entre los años 1990 y 2005 se realizaron distintos estudios en el sitio de la ex-refinería, 
entre los que destacan los siguientes: 
 
• 1994. Instituto Mexicano del Petróleo. Evaluación de la contaminación del suelo y 
agua subterránea en el área de construcción del campo de beisbol, Zona Norte de 
la Ex-Refinería (Ruiz-Saucedo, 2013). 
• 1996. Instituto de Ingeniería, UNAM. Evaluación de las condiciones ambientales y 
análisis de riesgo en el Parque Ecológico de la Ex-Refinería de Azcapotzalco (Ruiz-
Saucedo, 2013). 
• 1997. Instituto Mexicano del Petróleo. Diagnóstico de la contaminación del subsuelo 
del área de embarques y repartos (Ruiz-Saucedo, 2013). 
• 1998. DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH. Diagnóstico de la 
contaminación en el suelo, subsuelo, manto acuífero somero y profundo de la Ex 
-Refinería. Evaluación de riesgos y propuesta de saneamiento del sitio (Aguilar-
Pérez, 2005). 
• 2001. Instituto de Geología, UNAM. Estudios magnetográficos para la detección de 
tanques metálicos enterrados (Ruiz-Saucedo, 2013). 
• 2003. Centro de Geociencias, UNAM. Seguimiento del comportamiento de 
hidrocarburos en la zona no saturada y saturada del acuitardo de la ex-Refinería 
18 de Marzo y evaluación de los mecanismos de atenuación natural en el 
subsuelo (Centro de Geociencias, 2003). 
• 2005. Centro de Geociencias, UNAM. Actualización de la contaminación por 
hidrocarburos en el suelo de la Ex-Refinería (Centro de Geociencias, 2005). 
 
En 1997, considerando los estudios hasta esa fecha, “se sabía que el acuífero delgado 
localizado a profundidades de entre 2 y 5 metros, estaba contaminado en diferentes áreas 
y que incluso se tenía la presencia de hidrocarburos en fase libre flotando sobre el nivel 
somero de agua subterránea. También se sabía que el acuífero en explotación localizado a 
profundidades de 60 a 70 metros no estaba contaminado” (Aguilar-Pérez, 2005). 
 
En el estudio realizado por DMT, se tomaron más de 200 muestras de suelo de la ex-
refinería en las que se determinaron: análisis fisicoquímicos, pH, conductividad eléctrica 
(CE), hidrocarburos halogenados volátiles, bifenilos policlorados (PCB), compuestos 
fenólicos, hidrocarburos de aceite mineral, hidrocarburos monoaromáticos (BTEX), e 
hidrocarburos polinucleares (PAH) (Aguilar-Pérez, 2005). 
 
Como resultado de la caracterización del sitio se determinó que el 80% del predio se 
encontraba contaminado por algún hidrocarburo. De acuerdo con los resultados de la 
caracterización del 2006, se determinó que era necesario un segundo estudio en las zonas 
más afectadas por la contaminación. Este estudio fue realizado por diversas instituciones, 
entre ellas el CINVESTAV, la UASLP, UANL, UAdeC. 
 
Se determinó que las mejores opciones para eliminar los riesgos en el suelo serían la 
biorremediación, la extracción de vapores combinada con el bioventeo, la inyección de 
aire en el agua subterránea, y la disposición de residuos peligrosos en un sitio de 
confinamiento autorizado. Además, se construyó una barrera subterránea desde la 
superficie hasta los 8.5 metros por debajo del nivel del terreno, con una longitud 
Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 23 
aproximada de 1.1 km, entre el predio del polígono de donación y el predio de la Terminal 
de Almacenamiento y Distribución, al sur de la refinería y aún en funcionamiento (Ruiz-
Saucedo, 2013). 
 
La Figura 10 muestra el aspecto de la ex-refinería para el año 2005, durante el cual se 
tomaron las muestras y mediciones analizadas en el presente trabajo. 
 
 
Enero 2005 Agosto 2005 
 
Figura 10. Vista del terreno de la ex-refinería en enero y agosto del año 2005. Se puede apreciar el 
cambio estacional en la presencia y color de la vegetación (Google Earth, 2016). 
 
 
Las fotografías satelitales muestran que a partir de febrero del año 2009 es posible ver 
pilas y trincheras que posiblemente formaron parte del plan de remediación. Estas 
estructuras continúan en el mismo sitio hasta diciembre del 2009, fecha en la cual se 
observa en el extremo oriental del predio un horizonte de suelo limpio con un color 
distintivo; se observan también los primeros avances en la construcción del parque (Figura 
11). 
 
 
Diciembre 2009 
 
Figura 11. Vista aérea del polígono de la ex-refinería en diciembre del año 2009 (Google Earth, 2016) 
 
 
Área de estudio: Ex-Refinería 18 de Marzo 
 24 
Para noviembre del año 2010 aparece el trazado del lago artificial en la porción occidental 
del predio, mientras que la parte oriental del parque está concluida. Para finales del año 
2012 queda terminada la sección poniente del parque, el lago y el embarcadero (Figura 
12). 
 
 
Noviembre 2010 Noviembre 2012 
 
Figura 12. Vista satelital de la ex-Refinería 18 de Marzo, en noviembre de 2010 y el mismo mes de 2012 
(Google Earth, 2016) 
 
 
3.3 Estratigrafía de la zona 
 
La cuenca del Valle de México, originalmente endorreica o cerrada, pertenece a la 
provincia fisiográfica del Eje Volcánico Transversal y es una extensa planicie lacustre con 
una altitud promedio de 2240 msnm, rodeada por sierras volcánicas. 
 
En el subsuelo se pueden encontrar calizas marinas del Cretácico, pero las rocas que 
afloran son principalmente continentales, asociadas a eventos volcánicos del Cenozoico. 
Se han caracterizado secuencias que incluyen intercalaciones de rocas volcánicas (toba, 
ceniza, escoria) con depósitos sedimentarios provenientes de las partes más elevadas. 
Estas secuencias quedan cubiertas por arcillas y arenas finas, producto de los procesos 
sedimentarios que ocurrían en los lagos. “El régimen endorreico de la Cuenca de México y 
la consecuente sedimentación lacustre del Pleistoceno-Holoceno se originaron como 
consecuencia del intenso vulcanismo que edificó la Sierra del Chichinautzin” (Vázquez-
Sánchez y Jaimes-Palomera, 1989). La cuenca sobre la que se asienta la Ciudad de México 
contenía un importante sistema de lagos (Texcoco, Zumpango, Xaltocan, Chalco y 
Xochimilco), que progresivamente fueron drenados y de los cuales quedan algunos 
remanentes. 
 
En la Figura 13 se presenta un mapa geológico de la Ciudad de México y sus alrededores 
de acuerdo con la información del INEGI, 2002. Las rocas que afloran son principalmente 
volcánicas y vulcano-sedimentarias del Cuaternario (Q) y del Terciario superior (Ts). Con 
base en la información