Determinación de la concentración letal media (cl50-48) del fenol

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DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50-48) 
DEL FENOL EN LOS VERTIMIENTOS DE LA CLÍNICA VETERINARIA DE LA 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE – SEDE FLORESTA, POR MEDIO DE 
BIOENSAYOS DE TOXICIDAD ACUÁTICA SOBRE Daphnia Pulex 
 
 
 
 
BBEERRTTHHAA RROOSSAANNAA ZZAAMMBBRRAANNOO UUSSSSAA 
JJOOHHNN JJAAIIRROO BBEELLTTRRÁÁNN TTOORRRREESS 
 
 
Tesis de Grado para Optar al Título de 
Ingenieros Ambientales y Sanitarios 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÌA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTA D.C. 
2008 
 
 
 
 
DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50-48) 
DEL FENOL EN LOS VERTIMIENTOS DE LA CLÍNICA VETERINARIA DE LA 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE – SEDE FLORESTA, POR MEDIO DE 
BIOENSAYOS DE TOXICIDAD ACUÁTICA SOBRE Daphnia Pulex 
 
 
BBEERRTTHHAA RROOSSAANNAA ZZAAMMBBRRAANNOO UUSSSSAA 
JJOOHHNN JJAAIIRROO BBEELLTTRRÁÁNN TTOORRRREESS 
 
 
 
Tesis de Grado para Optar al Título de 
Ingenieros Ambientales y Sanitarios 
 
 
Director 
PPEEDDRROO MMIIGGUUEELL EESSCCOOBBAARR MMAALLAAVVEERR 
QUÍMICO INDUSTRIAL 
LIC QUÍMICA Y BIOLOGIA 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTA D.C. 
2008 
 
 
 
Nota de Aceptación 
 
________________________________ 
 
________________________________ 
 
________________________________ 
 
 
 
________________________________ 
 Director 
 
 
________________________________ 
 Jurado 1 
 
 
________________________________ 
 Jurado 2 
 
Bogotá D.C., Abril de 2008 
 
 
 
 
AA mmii ffaammiilliiaa:: UUNN GGRRAACCIIAASS ppoorr ssuu aammoorr,, ddeeddiiccaacciióónn 
yy ccuuiiddaaddoo ppuueess ssiinn eellllooss jjaammááss lloo hhuubbiieerraa ccoonnsseegguuiiddoo 
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ccoommppaaññííaa ddee mmii aabbuueelloo AAnnttoonniioo.. 
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yy ccuummpplliióó eell ddeesseeoo ddee mmii ccoorraazzóónn ddee aallccaannzzaarr 
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BBEERRTTHHAA 
 
 
 
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 yy ppoorr llaass ooppoorrttuunniiddaaddeess ooffrreecciiddaass eenn eell ttrraayyeeccttoo ddee mmii vviiddaa.. 
JJOOHHNN 
 
 
 
 
 
AAGGRRAADDEECCIIMMIIEENNTTOOSS 
 
Los Autores expresan sus agradecimientos a: 
 
A nuestro director Pedro Miguel por sus valiosas sugerencias y acertados 
aportes durante el desarrollo de este trabajo. 
 
A Oscar Fernando Contento por su calidez y su compañerismo al compartir 
éxitos y fracasos durante la realización de experimentos en laboratorio. 
 
A la clínica veterinaria de la Universidad de La Salle – sede Floresta, por su 
valiosa colaboración en el desarrollo del trabajo de investigación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GGLLOOSSAARRIIOO 
 
BBaatteerrííaa ddee eennssaayyoo:: Combinación de diversos ensayos de toxicidad con 
diferentes organismos. 
BBiiooaaccuummuullaacciióónn:: Cantidad de tóxico que se acumula en el organismo durante el 
experimento. 
BBiiooeennssaayyoo:: Ensayo de toxicidad en el cual se evalúan los efectos de los 
contaminantes sobre la biota, por medio de la exposición de grupos de 
organismos, a determinadas concentraciones del tóxico por un tiempo 
determinado. 
BBiiooeennssaayyoo aagguuddoo:: Ocurre dentro de un período corto (minutos, horas o algunos 
días) en relación con el período de vida del organismo de ensayo. 
BBiioommaaggnniiffiiccaacciióónn:: El proceso por el cual las concentraciones de los 
contaminantes aumentan al pasar sucesivamente a través de la cadena 
alimenticia, lo que origina que cada animal tenga en sus tejidos 
concentraciones más altas que hubo en su comida. 
BBiioommaarrccaaddoorr:: Es un indicador bioquímico, fisiológico o ecológico del estrés 
físico, químico o biológico en los organismos y sus poblaciones. 
BBiioottaa:: conjunto de especies de plantas, animales y otros organismos que 
ocupan un área dada. 
CCaarrttaa ccoonnttrrooll:: Gráfico utilizado para seguir cambios a través del tiempo del 
punto final medido para compuesto tóxico de referencia. En el eje X se gráfica 
la fecha del ensayo, y en el eje Y, la concentración tóxica efectiva. Se toman 
como límite de alerta dos desviaciones estándar de la media histórica de la 
concentración letal media. 
 
 
 
CCoonnttaammiinnaacciióónn ddeell aagguuaa:: Es la incorporación al agua de materias extrañas, 
como microorganismos, productos químicos, residuos industriales, y de otros 
tipos o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la 
hacen inútil para los usos pretendidos. 
CCoonnttaammiinnaannttee:: Sustancia ajena, presente en un sistema natural en una 
concentración mas elevada de lo normal por causa de actividad antrópica 
directa o indirecta. En un sentido más amplio se define como la presencia de 
cualquier agente físico, químico o biológico, o de combinaciones de los mismos 
en lugares, formas y concentraciones tales y con tal duración que sean o 
puedan ser nocivas para la salud, la seguridad o bienestar de la población, o 
perjudiciales para la vida animal y vegetal, o que impidan el uso y goce de las 
propiedades y lugares de recreación. 
CCoonnttrrooll:: Evaluación de la respuesta tóxica con una sustancia de referencia, 
utilizada para controlar la sensibilidad de los organismos en el momento en el 
cual se evalúa el tóxico. 
CCEE 5500//CCLL 5500:: Concentración efectiva o de inhibición media. Concentración de 
la sustancia tóxica en agua, suelo o sedimento que se estima afecta al 50% de 
los organismos de ensayo. La CE 50 y sus límites de confianza (95%) son 
usualmente derivados de análisis estadístico. 
CCuueerrppoo ddee aagguuaa:: Un cuerpo de agua es una masa o extensión de agua como 
un lago, mar u océano que cubre parte de la Tierra u otro planeta. Algunos 
cuerpos de agua son artificiales, como estanques, pero la mayoría son 
naturales. Pueden contener agua salada o agua dulce. 
DDaapphhnniiaa PPuulleexx ((CCllaaddóócceerrooss)):: Crustáceos pequeños, utilizados como 
bioindicador ambiental de efluentes dulceacuícolas en ensayos 
ecotoxicológicos sensibles a sustancias tóxicas presentes en los cuerpos de 
agua. 
 
 
 
DDiilluucciióónn:: Es el bajar la concentración de una solución, mediante la adición de 
más solvente. El factor de dilución, es la relación volumétrica entre solvente y 
soluto. 
DDuurreezzaa:: Concentración en el agua de sales de calcio y magnesio. Se suele 
expresar en mg/l de carbonato de Calcio. 
EEccoossiisstteemmaa:: Unidad natural de partes vivas e inertes que interactúan para 
producir un sistema estable en el cual el intercambio entre materia viva y no 
viva sigue una vía circular. 
EEccoossiisstteemmaa aaccuuááttiiccoo:: Los ecosistemas acuáticos son aquellos en los cuales los 
animales y plantas viven o se relacionan con seres vivos en el agua. 
EEffiippiiooss:: Cápsula protectora, la cual se encuentra en la cámara incubadora de 
las Daphnia Pulex, engrosando sus paredes, en ella se desarrollan los machos 
de esta especie, cuando cambian las condiciones favorables del ambiente o el 
cultivo. Su característica principal es su color oscuro y se observan dos huevos 
grandes.EEccoottooxxiiccoollooggííaa:: Rama de la ciencia que estudia y analiza los efectos de 
agentes químicos y físicos sobre organismos vivos, con particular atención a 
poblaciones y comunidades de ecosistemas definidos. 
EEnnssaayyoo ddee ttooxxiicciiddaadd:: Determinación del efecto de una sustancia tóxica sobre 
un grupo de organismos seleccionados bajo condiciones definidas. Mide las 
proporciones de los organismos afectados o el grado de efecto luego de la 
exposición a la muestra. 
FFeennooll:: El fenol en forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a 
temperatura ambiente. Su fórmula química es C6H5OH, y tiene un punto de 
fusión de 43ºC y un punto de ebullición de 182ºC. El fenol es un alcohol. Puede 
sintetizarse mediante la oxidación parcial del benceno. 
 
 
 
NNiivveell ttrróóffiiccoo:: Un nivel trófico es la posición de una especie en la red alimenticia 
(cadena alimenticia), es decir, su nivel de alimentación, por lo tanto el paso de 
energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de una cadena trófica o 
alimentaría, es decir, una secuencia de organismos relacionados unos con 
otros. 
PPaarrtteennooggéénneessiiss:: Es una forma de reproducción basada en el desarrollo de 
células sexuales femeninas no fecundadas. Puede interpretarse tanto como 
reproducción asexual o como sexual monogamética, puesto que interviene en 
ella una célula sexual o gameto. 
PPrruueebbaass ddee ttooxxiicciiddaadd:: Herramienta utilizada para obtener información útil para 
lograr la protección de los organismos acuáticos de una especie determinada o, 
de todas las comunidades que integran la biota de un ecosistema, de los 
peligros ocasionados por las substancias peligrosas arrojadas al ambiente por 
el hombre. 
PPuunnttoo ffiinnaall:: Respuesta del organismo para mostrar el efecto que se utiliza para 
indicar la finalización del ensayo, definido por un porcentaje de organismos y 
un tiempo de exposición. 
RReepplliiccaaddoo:: Batería de ensayo que contiene un número especificado de 
organismos en una concentración dilución de muestra definida o de agua de 
dilución como control. 
TTooxxiicciiddaadd:: Es una medida usada para medir el grado tóxico ó venenoso de 
algunos elementos. Capacidad de una sustancia química de producir daño a un 
organismo. 
TTooxxiicciiddaadd aagguuddaa:: Efecto adverso (letal o subletal) inducido sobre los 
organismos de ensayo en prueba durante un período de exposición de la 
sustancia tóxica, usualmente de pocos días. 
TTooxxiicciiddaadd ccrróónniiccaa:: Efecto toxico causado a los organismos utilizados en los 
bioensayos acuáticos relacionados con causar cambios en el apetito, 
 
 
 
crecimiento, metabolismo, reproducción, movilidad o la muerte en un periodo 
de cinco (5) días en adelante. 
TTóóxxiiccoo:: Sustancias que pueden causar la muerte o lesiones graves o que 
pueden ser nocivas para los seres vivos, si se ingieren o inhalan o entran en 
contacto con la piel. 
TTóóxxiiccoo ddee rreeffeerreenncciiaa:: Sustancia química utilizada en bioensayos de toxicidad, 
cuyo efecto en los organismos, a determinadas concentraciones, es conocido y 
por lo tanto permite establecer el estado de respuesta de los organismos de 
prueba empleados, así como comparar los resultados intra e inter laboratorios. 
El uso de estos tóxico, proporciona también una evaluación general de la 
precisión (estabilidad y reproducibilidad del método a través del tiempo). 
XXeennoobbiióóttiiccoo:: Se aplica a los compuestos cuya estructura química en la 
naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que son compuestos 
sintetizados por el hombre en el laboratorio. La mayoría han aparecido en el 
medio ambiente durante los últimos 100 años. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RREESSÚÚMMEENN 
 
En el presente trabajo se determinó la concentración letal media del Fenol 
mediante bioensayos de toxicidad, a partir de microorganismos acuáticos 
Daphnia Pulex (neonatos de 6 – 24 horas de nacidos). 
Para la realización de las diferentes pruebas de toxicidad se realizaron 10 
ensayos en un periodo de 48 horas (tiempo manejado por el ciclo de vida de la 
Daphnia Pulex), la especie fue aclimatada en condiciones estandarizadas de 
laboratorio, que se describen a continuación: Preparación de agua reconstituida 
a partir de agua destilada y sales inorgánicas, preparación de alimento (medio 
Bristol), aclimatación de los organismos de prueba, preparación tóxico de 
referencia y fenol analítico, toma y caracterización de muestras de la clínica 
veterinaria de la Universidad de La Salle – sede Floresta, montaje de ensayos 
toxicológicos y estimación de la concentración letal media. 
Los resultados obtenidos se analizaron utilizando un método paramétrico para 
el cálculo de los valores de CL50 - 48 y su intervalo de confianza mediante el 
programa estadístico Probit, donde se establecieron los valores del fenol (con 
un valor promedio de 11.617 µg/l) y los rangos de la muestra ambiental (valor 
promedio 1.546 % volumen de muestra). 
Concluída la investigación se comprobó a nivel in vitro la reducción de la carga 
tóxica de las trazas de fenol presentes en los vertimientos de la clínica 
veterinaria. Lo anterior por medio de un tratamiento de adsorción en filtro de 
carbón activado granular, cumpliendo las especificaciones ambientales y 
económicas. 
 Palabras Claves: Concentración letal media, Daphnia Pulex, Fenol, pruebas de 
toxicidad, organismos acuáticos. 
 
 
 
 
AABBSSTTRRAACCTT 
 
In this work identified the lethal concentration average Phenol through toxicity 
bioassays, starting from aquatic microorganisms as Daphnia Pulex (neonates 6 
– 24 hours of birth). 
For the conduct of the different toxicity tests 10 tests were conducted in a period 
of 48 hours (time handled by the cycle of life of the Daphnia Pulex), the species 
was acclimatized in standardized laboratory conditions, which are described 
below: preparation of water reconstituted in from distilled water and inorganic 
salts, preparation of food (medium Bristol), acclimatization of the agencies test, 
preparation toxic reference and phenol analytical, takes and characterizes 
samples of the veterinary clinic at the University of La Salle – headquarters 
Floresta, mounting toxicological tests and estimate of the lethal concentration 
average. 
The results were analyzed using a method for calculating parametric the values 
of LC50-48 and its range of confidence through Probit the statistical 
programmed measures, where they settled the values of phenol (with an 
average value of 11,617 µg/l) and the ranks of the sample environmental 
(average value 1,546% v). 
Following the investigation research was found in vitro at reducing the burden of 
toxic traces of phenol present in the discharge of the veterinary clinic. This 
treatment through adsorption on granular activated carbon filter, satisfy the 
environmental and economic. 
 
Words Key: Concentration lethal average, Daphnia Pulex, Phenol, toxicity tests, 
aquatic organisms. 
 
 
 
 
 
CCOONNTTEENNIIDDOO 
 Pág. 
INTRODUCCIÓN 24 
1. OBJETIVOS 
1.1 OBJETIVO GENERAL 25 
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 25 
 
2. MARCO TEORICO 
2.1 TOXICOLOGÍA 26 
2.1.1 Toxicología Ambiental 27 
 2.2 ECOTOXICOLOGÍA AMBIENTAL 28 
 2.2.1 Efectos Ecotoxicológicos 28 
 2.2.2 Biomarcadores 30 
 2.3 TEST DE TOXICIDAD 31 
 2.3.1 Tipos de Test de Toxicidad 34 
 2.4 FACTORES RELACIONADOS CON LA TOXICIDAD DE UN 
 COMPUESTO 35 
 2.5 FACTORES QUE AFECTAN LA TOXICIDAD 
 2.5.1 Condiciones de la prueba de toxicidad 36 
 2.6 CONDICIONES ÁBIOTICAS COMO FACTORES MODIFICANTES 
 DE LA TOXICIDAD 37 
 2.6.1 Temperatura 37 
 2.6.2 Oxígeno Disuelto 38 
 2.6.3 Concentración de hidrógeno – pH 39 
 2.6.4. Dureza 39 
 2.7 TESTDE TOXICIDAD CON DAPHNIA PULEX 40 
 2.7.1 Importancia de Daphnia Pulex 42 
 
 
 
 2.7.2 Hábitat 43 
 2.7.3 Distribución 43 
 2.7.4 Anatomía 43 
 2.7.5 Sistema respiratorio 45 
 2.7.6 Sistema Circulatorio 45 
 2.7.7 Sistema Excretor 45 
 2.7.8 Sistema Nervioso 45 
 2.7.9 Sistema Reproductivo 46 
 2.7.10 Locomoción 47 
 2.7.11 Alimentación 47 
 2.7.12 Ciclo de Vida 47 
 2.8 ALGAS 48 
 2.9 EVALUACIÓN ESTADÍSTICA DE LOS BIOENSAYOS 50 
 2.9.1 Tipo de pruebas o de bioensayos 50 
 2.9.2 Métodos estadísticos 51 
 2.9.3 Diseño de experimentos 52 
 2.9.4 Establecimiento de una Relación Dosis – Respuesta 52 
 2.9.5 Establecimiento de una Relación Dosis – Respuesta 
 de tipo mortalidad 53 
 2.9.6 Análisis de regresión y análisis PROBIT 53 
 2.9.7 Análisis de varianza (ANOVA) 54 
 2.9.7.1 Bases del análisis de varianza 55 
 2.9.7.2 Modelos de análisis de varianza 56 
 2.10 SUSTANCIAS QUÍMICAS QUE CAUSAN CONTAMINACIÓN 
 DEL AGUA 56 
 2.10.1 Fenoles 57 
 2.10.1.1 Fuentes de Generación 58 
 2.10.1.2 Efectos característicos 61 
 2.10.1.3 Degradación del fenol 61 
 2.11 TRATAMIENTO DE AGUAS 62 
 2.11.1 Tratamiento de aguas contaminadas por fenoles 62 
 
 
 
 2.11.1.1 Osmosis Inversa 62 
 2.11.1.2 Ozonificación 63 
 2.11.3 Filtros de carbón activado 63 
 
 3. CLÍNICA VETERINARIA 70 
 4. METODOLOGÍA 
 4.1 DISEÑO EXPERIMENTAL 73 
 4.2 CULTIVO Y MANTENIMIENTO DE ORGANISMOS 73 
 4.2.1 Hábitat 74 
 4.2.2 Ciclo de renovación 75 
 4.3 PREPARACIÓN DEL AGUA RECONSTITUÍDA 77 
 4.4 PREPARACIÓN DE MEDIO BRISTOL Y CENTRIFUGACIÓN 
 ALGAS VERDES Selenastrum, Scenedesmus 80 
 4.5 ALIMENTACIÓN ORGANÍSMOS DE PRUEBA 81 
 4.6 TES DE TOXICIDAD 83 
 4.6.1 Preparación de soluciones 83 
4.6.2 Montaje de Bioensayos en laboratorio 84 
4.6.2.1 Ciclo de vida 85 
4.6.2.2 Madurez sexual 86 
4.6.2.3 Longevidad 86 
4.7 PRUEBA DE SENSIBILIDAD 86 
4.8 PRELIMINARES DE TOXICIDAD CON FENOL ANALÍTICO 88 
4.9 PRUEBAS DEFINITIVAS CON FENOL ANALÍTICO 90 
4.10 TOMA DE MUESTRAS CLÍNICA VETERINARIA 92 
4.11 PRUEBAS PRELIMINARES Y DEFINITIVAS EN 
 VERTIMIENTO DE LA CLÍNICA VETERINARIA 96 
4.12 OBTENCIÓN DEL ÍNDICE TOXICOLÓGICO 97 
 
 
 
 4.12.1 Índice toxicológico del vertimiento 98 
 
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 
5.1 MANTENIMIENTO DEL CULTIVO 99 
5.2 PRUEBAS DE TOXICIDAD 100 
 5.2.1 Pruebas de sensibilidad con tóxico de referencia 101 
 5.2.1.1 Determinación de la carta de control K2Cr2O7 102 
 5.2.2 Pruebas de toxicidad con fenol analítico 105 
 5.3 CARACTERIZACIÓN DEL VERTIMIENTO 107 
 5.3.1 Análisis fisicoquímico del vertimiento de la clínica veterinaria 108 
5.4 PRUEBAS DE TOXICIDAD CON EL VERTIMIENTO DE LA 
 CLÍNICA VETERINARIA 110 
5.5 DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA 
 DEL VERTIMIENTO 111 
 5.5.1 Análisis de varianza de las pruebas definitivas de vertimientos 113 
5.6 COMPARACIÓN DE RESULTADOS CL 50-48 PARA FENOL 114 
5.7 OBTENCIÓN DE LA CARGA TÓXICA E ÍNDICE TOXICOLÓGICO 116 
 5.7.1 Obtención Carga Tóxica e Índice Toxicológico de la muestra 117 
 
6. TRATAMIENTO DEL VERTIMIENTO A NIVEL LABORATORIO 
6.1 EVALUACIÓN TÉCNICO, ECONÓMICA Y AMBIENTAL 118 
6.2 TRATAMIENTO A LA MUESTRA AMBIENTAL 120 
 6.2.1 Materiales y reactivos 120 
 6.2.2 Técnicas experimentales 121 
 
7. DISEÑO FILTRO DE CARBÓN ACTIVADO 
7.1 DISEÑO FILTRO DE CARBÓN ACTIVADO 125 
7.2 ISOTERMA DE FREUNDLICH en Filtrosorb 200 126 
7.3 CÁLCULOS DEL DISEÑO PROPUESTO 127 
7.4 COSTOS DE TRATAMIENTO PROPUESTO 131 
 
 
 
 
CONCLUSIONES 132 
RECOMENDACIONES 134 
BIBLIOGRAFÍA 135 
ANEXOS 138 
LLIISSTTAA DDEE TTAABBLLAASS 
 Pág. 
Tabla 1. Biomarcadores medidos a diferentes niveles biológicos 30 
Tabla 2. Clasificación de aguas según su dureza 39 
Tabla 3. Clasificación taxonómica 41 
Tabla 4. Tipos de Algas 49 
Tabla 5. Resultados ANOVA 55 
Tabla 6. Características del fenol 58 
Tabla 7. Efectos Característicos del Fenol 60 
Tabla 8. Factores a controlar durante la adaptación del cultivo 74 
Tabla 9. Preparación del agua reconstituida 78 
Tabla 10. Parámetros de control evaluados en agua reconstituida 79 
Tabla 11. Volumen de alimento suministrado a cada recipiente 82 
Tabla 12. Recomendaciones para el muestreo de muestras 93 
Tabla 13. Rangos de índices toxicológicos 98 
Tabla 14. Valores obtenidos en pruebas de sensibilidad 100 
Tabla 15. Carta de Control de Sensibilidad Daphnia Pulex 102 
 
 
 
Tabla 16. Comparación de resultados de sensibilidad 104 
Tabla 17. Valores obtenidos en pruebas toxicológicas de fenol 105 
Tabla 18. Promedio de la del fenol 106 
Tabla 19. Caudales obtenidos en vertimiento clínica veterinaria 107 
Tabla 20. Análisis fisicoquímicos realizados a la muestra ambiental 109 
Tabla 21. Valores obtenidos en pruebas del vertimiento de la clínica 111 
Tabla 22. Promedio de la del vertimiento clínica veterinaria 112 
Tabla 23. Formato de datos de pruebas de toxicidad para fenol 113 
Tabla 24. Análisis de Varianza para pruebas de toxicidad con fenol 114 
Tabla 25. Valores comparativos especies expuestas al fenol 115 
Tabla 26. Evaluación técnico – económica sistema Osmosis Inversa 118 
Tabla 27. Evaluación técnico – económica sistema por Ozono 119 
Tabla 28. Evaluación técnico – económica sistema por Adsorción 119 
Tabla 29. Características de los carbones activados evaluados 121 
Tabla 30. Análisis fisicoquímicos realizados a la muestra 
ambiental después del tratamiento a nivel laboratorio 123 
Tabla 31. Prueba de adsorción con muestras patrón de fenol a 
diferentes concentraciones 126 
Tabla 32. Parámetros de diseño filtro de carbón activado 129 
Tabla 33. Dimensiones del lecho filtrante 129 
Tabla 34. Costos del diseño propuesto 131 
 
 
 
 
 
 
 
LLIISSTTAA DDEE FFIIGGUURRAASS 
 Pág. 
Figura 1. Orden de Respuesta al estrés de contaminantes 29 
Figura 2. Tipos de Test de Toxicidad 34 
Figura 3. Estructura interna y externa de Daphnia Pulex 44 
Figura 4. Ciclo de vida Daphnia Pulex 48 
Figura 5. Principios de la osmosis normal e inversa 64 
Figura 6. Adsorción de contaminantes por carbón activado 67 
Figura 7. Ciclo de renovación Daphnia Pulex 76 
Figura 8. Montaje pruebas de toxicidad 85 
Figura 9. Desarrollo pruebas definitivas de sensibilidad 87 
Figura 10. Desarrollo pruebas definitivas de fenol analítico 89 
Figura 11. Procedimiento pruebas de toxicidad en vertimientos 
de la clínica veterinaria 96 
 
 
 
 
 
 
 
 
LLIISSTTAA DDEE FFOOTTOOSS 
 Pág. 
Foto 1. Clínica veterinaria Universidad de La Salle 70 
Foto 2. Mantenimiento de cultivo Daphnia Pulex 75 
Foto 3. Separación de organismos 77 
Foto 4. Preparación de agua reconstituida 79 
Foto 5. Montaje de medio Bristol 80 
Foto 6. Centrifugación de algas 81 
Foto 7. Suministro de alimento a organismos 83 
Foto 8. Lectura de pruebas de toxicidad 88 
Foto 9. Siembra de neonatos en las concentraciones 90 
Foto 10. Lectura de pruebas de toxicidad con fenol 91 
Foto 11. Toma y preservación de muestras 94 
Foto 12. Análisis fisicoquímicos en laboratorio 95 
Foto 13. Toma de muestra vertimiento de la clínica veterinaria 108 
Foto 14. Parámetros fisicoquímicos en laboratorio 110 
Foto 15. Pruebas de adsorción 122 
Foto 16. Parámetros fisicoquímicos medidos a la muestra tratada 123 
 
 
 
 
 
 
LLIISSTTAADDEE GGRRÁÁFFIICCAASS 
 Pág. 
Gráfica 1. Relación dosis – respuesta 32 
Gráfica 2. Sensibilidad del cultivo al tóxico de referencia 99 
Gráfica 3. Isoterma de adsorción para fenol 126 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LLIISSTTAA DDEE AANNEEXXOOSS 
 Pág. 
ANEXO A. Registro parámetros de control agua reconstituida 138 
ANEXO B. Preparación de medio BRISTOL 139 
ANEXO C. Conteo de algas en cámara Neubauer 140 
ANEXO D. Rangos preliminares test de toxicidad 143 
ANEXO E. Registro de datos test de toxicidad 144 
ANEXO F. Especificaciones del carbón activado 145 
ANEXO G. Resultados pruebas definitivas con dicromato de potasio 146 
ANEXO H. Resultados de las pruebas definitivas con fenol analítico 156 
ANEXO I. Resultados de las pruebas definitivas del vertimiento de 
la clínica veterinaria 166 
ANEXO J. Planos de planta y corte del tratamiento propuesto 176 
 
 
 
 
 
 
 
25
11.. OOBBJJEETTIIVVOOSS 
 
11..11 OOBBJJEETTIIVVOO GGEENNEERRAALL 
 Determinar la concentración letal media (CL50-48) del Fenol, en los 
vertimientos de la Clínica Veterinaria de la Universidad de La Salle – 
Sede Floresta, mediante la utilización de organismos acuáticos Daphnia 
Pulex por medio de Bioensayos de Toxicidad. 
 
11..22 OOBBJJEETTIIVVOOSS EESSPPEECCÍÍFFIICCOOSS 
 Determinar la concentración letal media (CL 50-48) del fenol sobre 
organismos acuáticos del género Daphnia (Pulex), utilizando los 
protocolos internacionales. 
 Determinar la sensibilidad de Daphnia Pulex mediante la utilización de 
dicromato de potasio. 
 Realizar la respectiva caracterización al vertimiento de la Clínica 
veterinaria de la Universidad de La Salle – Sede Floresta. 
 Clasificar el vertimiento de la clínica veterinaria de la Universidad de La 
Salle – Sede Floresta, según el índice de Efecto de Toxicidad Potencial. 
 Comprobar mediante un estudio piloto, la mitigación de los efectos 
tóxicos ambientales generados por fenoles en ecosistemas acuáticos, 
mediante un pretratamiento al efluente de la clínica veterinaria. 
 
 
 
 
 
 
26
 
 
22.. MMAARRCCOO TTEEÓÓRRIICCOO 
 
22..11 TTOOXXIICCOOLLOOGGÍÍAA 
La toxicología es el estudio de los contaminantes tóxicos o, en una definición 
más precisa, la identificación y cuantificación de los efectos adversos 
asociados a la exposición a agentes físicos, sustancias químicas y otras 
situaciones. En ese sentido, la toxicología es tributaria, en materia de 
información, diseños de la investigación y métodos, de la mayoría de las 
ciencias biológicas básicas y disciplinas médicas, de la epidemiología y de 
determinadas esferas de la química y la física. La toxicología abarca desde 
estudios de investigación básica sobre el mecanismo de acción de los agentes 
tóxicos hasta la elaboración e interpretación de pruebas normalizadas para 
determinar las propiedades tóxicas de los agentes. 
En la toxicología es fundamental conocer el potencial tóxico de la sustancia que 
este generando el efecto adverso, para poder evaluar el peligro que representa. 
El efecto tóxico es el producido por uno o varios agentes tóxicos sobre un 
organismo, población o comunidad que se manifiesta por cambios biológicos. 
Su grado se evalúa por una escala de intensidad o severidad y su magnitud 
está relacionada con la dosis (cantidad de sustancia administrada, expresada 
generalmente por unidad de peso corporal) o la concentración (sustancia 
aplicada en el medio) del agente tóxico.2 
Dosis letal (DL) es la cantidad de la sustancia toxica que causa la muerte a la 
totalidad de la población expuesta. 
 
2 CAMPO MARTI, Miguel. Principios de ecotoxicología. Diagnostico tratamiento y gestión del medio 
ambiente. Mc graw Hill. Interamericana de España. Barcelona; 2002. p 2 
 
 
 
27
La dosis letal cincuenta (DL) 50 es la cantidad del tóxico que al ser 
administrada una sola vez, en un determinado tiempo produce una mortalidad 
del 50% de los organismos que son expuestos, esta es expresada en miligramo 
de la sustancia por Kilogramo del animal (ml/Kg). 
La concentración letal cincuenta (CL) 50 es la cantidad de un agente toxico que 
es administrado al medio, causa la muerte al 50% de la población de 
organismos en un determinado tiempo, es expresada en miligramos por litro 
(mg/L). 
22..11..11 TTooxxiiccoollooggííaa aammbbiieennttaall 
La presencia de xenobióticos biológicamente activos y difícilmente degradables 
al ambiente representa un grado de stress frecuentemente inaceptable para los 
organismos vivos, que tiene su traducción a nivel de las poblaciones y de los 
ecosistemas. 
La actividad tóxica, ya sea directamente o indirectamente, a través de la 
interferencia con el equilibrio de las comunidades naturales, puede llegar a 
representar incluso, en determinadas circunstancias, un riesgo relevante para 
las poblaciones humanas. 
Otro aspecto a tener en cuenta es que la actividad antrópica, bien sea
directamente por la acción tóxica de los xenobióticos, o bien indirectamente, a
través de la influencia sobre los factores climáticos, puede incidir en la
evolución y emergencia de enfermedades originadas por agentes infecciosos. 
Así por ejemplo, las alteraciones ambientales suelen tener un fuerte impacto
(inmunodepresión) sobre los organismos que actúan de vectores o son
reservorios de estos agentes, y pueden contribuir a la aparición de nuevas
enfermedades en una región determinada, o bien la emergencia de zoonosis
que se consideraban erradicadas.3 
 
 
3 Unidad de Toxicología Experimental y Ecotoxicología (UTOX-PCB), Barcelona;2000. 
 
 
 
28
 
22..22 EECCOOTTOOXXIICCOOLLOOGGÍÍAA AAMMBBIIEENNTTAALL 
El término Ecotoxicología fue propuesto por Truhaut en 1969, como una 
extensión natural de la Toxicología, la ciencia que estudia los efectos de las 
sustancias tóxicas sobre los organismos individuales, refiriéndose a dos efectos 
ecológicos importantes de los contaminantes: 
 La toxicidad directa sobre los organismos 
 Las alteraciones del medio ambiente en el cual viven los organismos. 
 
La diferencia más importante entre la ecotoxicología y la toxicología 
convencional es que en la primera los efectos que importan son los que 
ocurren sobre las poblaciones y no sobre los individuos. Desde una perspectiva 
ecotoxicológica, el hecho de que un contaminante pueda matar al 50% de los 
individuos de una población puede significar poco o nada, pero si ese 
contaminante retarda el desarrollo o madurez de un número importante de 
individuos pueden presentarse importantes alteraciones ecológicas. Se puede 
decir que la ecotoxicología se encarga del estudio de las relaciones directas e 
indirectas entre las causas, los impactos sobre los individuos y las alteraciones 
finales sobre las poblaciones y las comunidades.4 
22..22..11 EEffeeccttooss EEccoottooxxiiccoollóóggiiccooss.. 
La ecotoxicología se vale de dos herramientas básicas para realizar sus 
investigaciones: el monitoreo ambiental y el monitoreo biológico. 
El monitoreo ambiental permite establecer las formas mediante las cuales se 
liberan los compuestos y determinar cuál es su destino en ambiente. Es un 
procedimiento para detectar la presencia y cuantificar las concentraciones de 
los contaminantes en los diferentes compartimentos, incluyendo al aire, agua, 
suelo y sedimentos. Un buen monitoreo ambiental debe considerar un 
 
4 INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA, Delegación Coyoacán, México; 2005 
 
 
 
29
muestreo representativo, técnicas adecuadas para la colecta y preservación de 
las muestras, así como métodos apropiados de extracción y análisis, siguiendo 
prácticas estandarizadas en el laboratorio. 
En este tipo de ensayos la población en estudioes aislada de las interacciones 
con otros organismos, compuestos y factores ambientales, es decir, se utiliza 
un sistema simplificado que permite conocer con mayor facilidad los efectos 
atribuibles a una sustancia. Sin embargo, no es sencillo extrapolar los 
resultados obtenidos a las condiciones que se presentan en la naturaleza.5 
En la siguiente figura se muestra el orden de respuesta hacia los 
contaminantes: 
Figura 1. Orden de Respuesta al estrés de contaminantes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Instituto Nacional de Ecología 
Disponible en Internet http://www.ine.gob.mx/dgicurg/sqre/ti_eco.html 
 
 
5 CAMPO MARTI, Miguel. Principios de ecotoxicología. Diagnostico tratamiento y gestión del medio 
ambiente. Mcgraw Hill. Interamericana de España. Barcelona; 2002. p 2 
 
Señales de aviso tempranas o 
“biomarcadores” que reflejan las 
respuestas adversas a los 
contaminantes en los sistemas 
biológicos 
Exposición 
Molecular 
Subcelular 
Celular 
Tejido 
Organismo 
Comunidad 
Sistemático 
Población 
Ecosistema 
Efectos tardíos o irreversibles 
 
 
 
30
 
22..22..22 BBiioommaarrccaaddoorr 
Es un indicador bioquímico, fisiológico o ecológico del estrés físico, químico o 
biológico en los organismos y sus poblaciones. Es un trazador de las 
reacciones que pueden ocurrir a diferentes niveles –molecular, celular, en el 
organismo completo, las poblaciones o comunidades. Su detección permite 
evaluar de forma temprana los efectos negativos de los contaminantes. La 
tabla 1 describe los biomarcadores en diferentes niveles biológicos: 
Tabla 1. Biomarcadores medidos a diferentes niveles biológicos 
NNiivveell ddee 
oorrggaanniizzaacciióónn 
RReessppuueessttaa 
Molecular 
Expresión de genes de estrés, usando 
genes reporteros como el gen de la 
lucifererasa que produce una proteína 
luminiscente ante la exposición a un 
contaminante. 
Celular 
Incremento en la actividad de proteínas 
indicadoras de estrés o enzimas 
involucradas en los procesos de 
destoxificación. 
Organismo 
completo 
Daños histológicos o formación de 
tumores 
Poblaciones 
Tasas de supervivencia, crecimiento y 
mortalidad 
Comunidades 
Cambios en la diversidad y abundancia de 
especies 
Fuente: Instituto Nacional de Ecología 
Disponible en Internet http://www.ine.gob.mx/dgicurg/sqre/ti_eco.html 
 
 
 
 
31
 
22..33 TTEESSTT DDEE TTOOXXIICCIIDDAADD 
Una prueba de toxicidad típica involucra un agente o estímulo (por ejemplo, un 
pesticida, un metal pesado o una muestra ambiental con contaminantes 
químicos), el cual se aplica a un organismo o grupo de organismos (por 
ejemplo, un cultivo bacterial o de un alga, animales, o plantas) al que 
denominaremos genéricamente sujeto, sobre el que se evalúa una cierta 
respuesta preseleccionada. La magnitud del estímulo o dosis puede medirse 
como un peso, un volumen o una concentración.6 
La respuesta del sujeto se valora mediante la cuantificación final de alguna 
característica (peso del cuerpo, peso del hígado, ritmo cardiaco, etcétera), el 
cambio de ella (aumento en el peso corporal, disminución en la presión 
sanguínea) o por la ocurrencia o no de un determinado fenómeno (muerte, 
inhibición del crecimiento, una contracción muscular, etcétera). 
Partiendo de la base de que la magnitud o la frecuencia de la respuesta 
dependerán de la dosis aplicada, las pruebas de toxicidad suelen diseñarse 
utilizando distintas dosis. La información obtenida de este tipo de ensayos 
permite la cuantificación de la relación entre las dos variables (dosis y 
respuesta), caracterizando toxicológica o ecotoxicológicamente al compuesto. 
La finalidad específica de ésta prueba es: 
 Determinar la concentración de un agua residual dada, que produzca la 
muerte de 50% de los organismos en ensayo en un período de tiempo 
especificado. 
 Determinar la concentración máxima que no causa efectos sobre los 
organismos de ensayo en un período de tiempo especificado. 
 
6 Ensayos de toxicidad y su aplicación al control de la contaminación industrial; Universidad Nacional; 
Facultad de Ingeniería.1996. pág. 30-40 
 
 
 
 
32
 Evaluar la sensibilidad de los organismos acuáticos ante agentes 
tóxicos.7 
Gráfica 1. Relación de Dosis – Respuesta 
 
 
 
Fuente: BULUS ROSSINI, Gustavo Daniel; DÍAZ BAEZ, María Consuelo; PICA GRANADOS, Yolanda, 
Capítulo 5. Métodos Estadísticos para el Análisis de Resultados de Toxicidad. En línea. Diciembre de 
2006 < http://www.idrc.ca/en/ev-66572-201-1-DO_TOPIC.html. 2004> 
 
Cuando se implementan pruebas de toxicidad, se debe realizar la 
estandarización de las mismas, en la cual se establece la sensibilidad de las 
especies y su secuencia de efecto frente a un tóxico de referencia, según las 
repeticiones del experimento. Con esto se certifica que la respuesta de la 
población en estudio se debe al efecto del tóxico de referencia y no a 
variaciones de sensibilidad de los organismos o a fallas operacionales en la 
aplicación del método, elaborando así cartas de vigilancia, teniendo en cuenta 
la precisión y exactitud que se deben y pueden obtenerse en los resultados 
generados por un determinado bioensayo.8 
 
7 Ibíd. P. 8 
8 BUSTOS LOPEZ, Martha Cristina; DIAZ BAEZ, María Consuelo; ESPINOSA RAMIREZ, Adriana 
Janneth. Pruebas de toxicidad acuática. Fundamentos y métodos. Universidad nacional de Colombia. 
Facultad de Ingeniería, sección de Ingeniería Ambiental. Bogotá D.C.; 2004 p 36 
 
 
 
33
Normalmente, las pruebas de toxicidad se diseñan para comparar o estimar la 
potencia de un agente con relación a una preparación estándar o control. 
Es importante destacar que la respuesta a una dosis en particular se verá 
afectada en mayor o menor medida por factores no controlados durante el 
experimento. 
Para la detección de efectos tóxicos se utilizan los bioensayos; que desde el 
punto de vista toxicológico, son pruebas para medir la potencia de una 
sustancia fisiológicamente activa, de actividad desconocida. 
Los efectos ecológicos de las pruebas son principalmente dirigidos a medir y 
valorar la toxicidad aguda de químicos en organismos acuáticos que 
representan varios niveles tróficos de la cadena alimenticia. Estas pruebas 
ayudan a la estimación de la toxicidad química en ecosistemas naturales y los 
modificados por el hombre.9 
En este sentido, los bioensayos suministran información acerca de: 
 Predicción: Los bioensayos pueden evaluar efectos tóxicos de nuevas 
sustancias químicas antes de su uso. Así mismo, pueden establecer 
concentraciones por debajo de efectos no observables para poder 
contemplar descargas al ambiente. 
 Control: Los bioensayos pueden ser usados para controlar descargas de 
sustancias que se presuman perjudiciales para el ambiente. 
 Monitoreo: El monitoreo puede ser utilizado como sistema de alerta en la 
detección de contaminantes ambientales. 
 Diagnóstico: El diagnóstico puede ser usado como una herramienta para 
identificar la fuente tóxica de alguna descarga.10 
 
 
 
9 Dutka, 1996 
10 Ibíd. P. 33 
 
 
 
34
22..44 TTIIPPOOSS DDEE TTEESSTT DDEE TTOOXXIICCIIDDAADD 
Los test de toxicidad se definen de acuerdo a la duración del experimento y a la 
forma de adicionar el tóxico.11 
Figura 2. Tipos de Test de Toxicidad 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 Reyes, 1996 
TIPOS DE PRUEBAS 
DE TOXICIDAD 
TOXICIDAD 
AGUDA
Se realizan durante períodos de 
tiempo breves, que generalmente 
están entre 48 y 96 horas. 
Se seleccionan individuos de 
edad muy concreta, la corta 
duraciónde esta prueba hace que 
sólo se analice el efecto sobre 
una parte muy pequeña del ciclo 
de vida del organismo. 
TOXICIDAD 
CRÓNICA 
Se realizan por períodos de 
tiempo que oscilan entre 21 y 28 
días, dependiendo de las 
especies usadas y el tipo de dato 
deseado. 
Este tipo de bioensayos también 
se utiliza para evaluar la toxicidad 
subletal o crónica, utilizando 
como parámetro de control la tasa 
de crecimiento, la reproducción u 
otro parámetro. 
TOXICIDAD 
SUBAGUDA
Los organismos son expuestos al 
agente tóxico diariamente durante 
períodos que oscilan entre 15 
días y 4 semanas. 
BIOACUMULACIÓN
Estas pruebas miden la 
cantidad de tóxico que se 
acumula en el organismo 
durante el experimento. 
Hidrocarburos, pesticidas y 
metales pesados son los 
tóxicos comúnmente 
analizados. 
 
 
 
35
22..44 FFAACCTTOORREESS RREELLAACCIIOONNAADDOOSS CCOONN LLAA TTOOXXIICCIIDDAADD DDEE UUNN CCOOMMPPUUEESSTTOO 
El efecto tóxico de un compuesto y por ende las pruebas que deben realizarse 
para valorar el riesgo ambiental ligado a su entrada a los ecosistemas, está en 
función de la interacción entre el tipo de daño que cause, la persistencia en el 
ambiente, la sensibilidad de las especies y las rutas que siga en los 
organismos. 
Uno de los aspectos que debe tenerse en cuenta es establecer si la sustancia 
tiende a acumularse en los tejidos (bioconcentración), para lo cual se utilizan 
especialmente 3 índices: 
1. El factor de bioconcentración o BCF, es una constante de 
proporcionalidad que relaciona el residuo de un químico en un 
organismo (pez por ejemplo) con la concentración del químico en el 
agua a la que el animal esta expuesto. 
2. El coeficiente de (re)partición del tóxico entre un solvente de grasas, en 
particular el n-octanol, y el agua, Kow, que indica la distribución de la 
sustancia entre dos líquidos inmiscibles (equivalente a lo que podría 
ocurrir entre la sangre y el tejido adiposo de un animal) 
3. La solubilidad del compuesto en agua.12 
 
22..55 FFAACCTTOORREESS QQUUEE AAFFEECCTTAANN LLAA TTOOXXIICCIIDDAADD 
Las características del agua como las de los microorganismos pueden 
modificar la toxicidad de los contaminantes presentes en el agua. Por 
consiguiente se deben eliminar los factores extraños que pueden afectar las 
pruebas de toxicidad, teniendo un control en las mismas de OD, pH, dureza y 
temperatura, con este registro se mantiene un valor constante de estos 
parámetros, eliminando así todas las variables excepto la concentración del 
tóxico. 
 
12 Kenaga y Goring, 1980 
 
 
 
36
En algunos casos los cambios en el potencial tóxico están dados por las 
características del agua de dilución. El conocimiento de las posibles 
variaciones puede ayudar a ejercer un control estricto para tener certeza sobre 
los resultados obtenidos. 
Tanto las características bióticas como las abióticas actúan, como factores 
modificantes de la toxicidad. Las bióticas incluyen todos los factores que son 
inherentes a los microorganismos; entre ellas: 
 Tipo de microorganismos (algas, insectos, peces, etc.) 
 Especies, toda vez que una especie puede responder en forma diferente 
a otra especie frente a un tóxico dado. 
 Estado de la vida (larva, joven, adulto) 
 Tamaño del individuo 
 Estado nutricional y salud del individuo 
 Sexo del organismo de prueba 
 Estado fisiológico y grado de aclimatación a las condiciones 
medioambientales 
Dentro de las condiciones abióticas que pueden actuar como factores 
modificantes se encuentran toda la gama de características fisicoquímicas del 
agua que rodean el microorganismo: temperatura, pH, oxígeno disuelto, 
salinidad, dureza, sólidos suspendidos orgánicos e inorgánicos, sales disueltas, 
nutrientes y sus proporciones relativas; el CO2 disuelto y otros gases, la 
intensidad de la luz, el fotoperiodo, el movimiento del agua y las variaciones de 
todos estos factores en un cuerpo de agua particular.13 
22..55..11 CCoonnddiicciioonneess ddee llaa pprruueebbaa ddee ttooxxiicciiddaadd 
En este aspecto se consideran algunos factores como el tener suficiente 
solución de prueba de acuerdo a los organismos utilizados, y que a su vez 
 
13 CRUZ TORREZ Luís Eduardo; DIAZ BAEZ, María Consuelo; REYES, Carmen; Ensayos de toxicidad y 
su aplicación al control de la contaminación industrial; Universidad Nacional; Facultad de Ingeniería.1996. 
factores que afectan la toxicidad pág. 15 
 
 
 
37
estos estén contemplados en las buenas prácticas de planeación experimental 
y rutina de laboratorio. 
La actividad de un organismo confinado en un medio (tanque, acuario, etc.) no 
parece que produjera una mayor incidencia en relación con su comportamiento 
con respecto a un hábitat natural. Sin embargo, uno de los aspectos que 
originan las diferencias en las respuestas es la actividad física del organismo, 
la cual tiene algún efecto en la resistencia. 
La naturaleza artificial de un tanque o acuario en ciertos organismos prueba 
como los peces y las Daphnias generalmente no se tienen en cuenta como 
factor, sin embargo puede tener un efecto sobre la tolerancia o al menos sobre 
la variabilidad de la respuesta. 
22..66 CCOONNDDIICCIIOONNEESS AABBIIÓÓTTIICCAASS CCOOMMOO FFAACCTTOORREESS MMOODDIIFFIICCAANNTTEESS DDEE LLAA 
TTOOXXIICCIIDDAADD 
22..66..11 TTeemmppeerraattuurraa 
Las especies de organismos presentes en una comunidad acuática dada, están 
determinados por el régimen de temperatura del agua y existe un límite letal de 
temperatura tanto superior como inferior, más allá del cual el organismo no 
puede sobrevivir. 
Existen temperaturas óptimas para ciertos procesos de los microorganismos 
como el crecimiento, reproducción y desarrollo de ciertas actividades. Para la 
mayoría de los microorganismos más que un valor puntual, existe un rango 
óptimo de temperatura para las actividades metabólicas.14 
Para proteger la vida acuática contra los cambios de temperatura, se deben 
tener en cuenta todos los factores que el cambio de temperatura puede 
modificar. Por ello la EPA (1999) recomienda para cada especie de organismo 
los siguientes factores: 
 
14 Ibíd; p 10 
 
 
 
38
 Mantener la temperatura que no cause letalidad en exposiciones cortas 
 Mantener un máximo durante las estaciones frías que proteja contra la 
letalidad producida por las caídas repentinas de temperatura 
 Mantener un promedio semanal de temperatura en la estación cálida que 
proteja contra la carga metabólica sub-letal 
 Tener en cuenta para ciertas especies los requerimientos específicos de 
temperatura. 
22..66..22 OOxxííggeennoo DDiissuueellttoo ((OODD)) 
El nivel de oxígeno disuelto para la mayoría de las corrientes se encuentra por 
debajo del nivel de saturación particularmente en el fondo de los lagos. La 
concentración puede fluctuar por la fotosíntesis de las algas, estando el OD por 
debajo de la saturación durante la noche y cerca de la saturación y a veces 
sobresaturada durante el día.15 
Como el oxígeno disuelto se requiere para la respiración; la disminución en los 
niveles de este, puede tener un efecto como si se tratara de un factor limitante 
para los organismos acuáticos. Los criterios modernos de calidad del agua 
reconocen que una reducción del OD por debajo del nivel natural tendrá un 
efecto drástico sobre los organismos y no existe un número que pueda usarse 
como criterio de nivel aceptable. 
Se debe esperar que el estrés causado en los organismos por una reducción 
en el nivel de oxigeno disuelto, incrementa considerablemente la toxicidad de 
los contaminantes en el agua. En los últimos años se ha investigado mucho 
respecto y se ha encontrado un incremento de la toxicidad de ciertos metales y 
fenoles en relación con el grado de desoxigenación.Este comportamiento se basa en la relación incremento de la letalidad - 
disminución de oxigeno que entra en las branquias de los organismos prueba; 
la reducción de oxigeno, origina una mayor concentración de los contaminantes 
 
15 Ibíd; p 5 
 
 
 
39
en las membranas de las branquias y por consiguiente una alta concentración 
de los tóxicos dentro de las branquias; si la toxicidad de una sustancia depende 
del pH, un cambio en el mismo puede reducir los niveles de OD. 16 
22..66..33 CCoonncceennttrraacciióónn ddee hhiiddrróóggeennoo –– ppHH 
Los efectos directos de pH sobre los organismos son graduales; el mayor 
efecto de este como factor modificante esta dado para sustancias que ionizan 
bajo la influencia del pH, como la mayoría las moléculas no disociadas, las 
cuales, pueden ser más tóxicas toda vez que ellas puedan penetrar las 
membranas celulares fácilmente, esta situación es opuesta para el caso de los 
metales en los cuales la forma disociada es más tóxica que la no disociada. 
22..66..44 DDuurreezzaa 
El calcio y en menor extensión el magnesio, son los cationes disueltos 
predominantemente en aguas naturales y son los principales responsables de 
la dureza de las aguas. Una clasificación de las aguas con respecto a la dureza 
se muestra en la siguiente tabla: 
Tabla 2. Clasificación de aguas según su dureza 
TTiippoo ddee AAgguuaa CCoonncceennttrraacciióónn ddee CCaaCCOO33 
Blanda 0 – 75 mg/L CaCO3 
Moderadamente Dura 75 – 150 mg/L CaCO3 
Dura 150 – 300 mg/L CaCO3 
Muy Duras > 300 mg/L CaCO3 
Fuente: CRUZ TORREZ Luís Eduardo; DIAZ BAEZ, María Consuelo; REYES, Carmen; Ensayos de 
toxicidad y su aplicación al control de la contaminación industrial; Universidad Nacional; Facultad de 
Ingeniería.1996. Factores que afectan la toxicidad. P. 22 
 
16 Ibíd; p 12 
 
 
 
40
22..77 TTEESSTT DDEE TTOOXXIICCIIDDAADD CCOONN DDAAPPHHNNIIAA 
Uno de los criterios más importantes a considerar para la utilización de ensayos 
de toxicidad es la población de prueba. En términos generales debe tratarse de 
organismos genéticamente idénticos y libres de organismos patógenos. Deben 
conservarse en ambientes estériles bajo condiciones estables de iluminación 
y/o oscuridad. Estos aspectos deben considerarse para hacer que el ensayo 
pueda repetirse completamente.17 
Para la selección de los organismos de prueba, se emplean los siguientes 
criterios: 
 Alta y constante sensibilidad a tóxicos 
 Estabilidad genética y uniformidad de las poblaciones 
 Uso de organismos autóctonos o representativos del ecosistema 
 Localización dentro de la estructura y funcionamiento del ecosistema 
 Conocimiento de su biología 
 Amplia distribución y disponibilidad en cantidades suficientes durante el 
año. 
 Deben ser importantes desde el punto de vista económico y ecológico. 
 Se deben cultivar fácilmente en el laboratorio 
 Deben hallarse en buenas condiciones, libre de parásito o 
enfermedades. 
 Deben ser compatibles con las técnicas del bioensayo. 
 La especie utilizada en el bioensayo debe ser una de las más sensibles 
a los elementos tóxicos.18 
Para la determinación del impacto biológico de las aguas residuales, se trabajó 
con el crustáceo Daphnia Pulex. 
 
17 GONZALEZ GOMEZ, Henry Bernardo; GUTIERREZ ALVAREZ, Sandra del Pilar. Clasificación y ciclo 
de vida de una especie de Daphnia nativa de la Sabana de Bogotá, Universidad de la Salle, Facultad de 
Ciencias de la Educación, Departamento de Química y Biología. Bogotá D.C., 1995, Pág. 13 
18 Coll, 1990; Ibíd; p 21 
 
 
 
41
Daphnia Pulex: Crustáceo cladócero, el cual es conocido como pulga de agua. 
Daphnia (o Daphnids) son miembros de una colección de animales que se 
denomina ampliamente como "pulgas de agua". Estos son en su mayoría 
pequeños crustáceos, Daphnia y pertenecen a un grupo conocido como el 
Daphnidae (que a su vez es parte de la Cladócera, parientes de los camarones 
de agua dulce, Gammarus y otros, y la salmuera de camarón, Artemia spp), La 
tabla 3 indica la clasificación taxonómica de la Daphnia Pulex: 
Tabla 3. Clasificación taxonómica 
PPhhyylluumm Crustáceo 
CCllaassee Artrópodo 
SSuubbccllaassee Braquiópodo 
OOrrddeenn Cladócero 
SSuubboorrddeenn Eucladócera 
SSuuppeerrffaammiilliiaa Chydroidea 
FFaammiilliiaa Daphnidae 
GGéénneerroo Daphnia 
EEssppeecciiee Daphnia Pulex
Fuente: GONZALEZ, Henry; GUTIERREZ, Sandra. Clasificación y ciclo de vida de una especie de 
Daphnia nativa de la Sabana de Bogotá, Universidad de la Salle, Departamento de Química y Biología. 
Bogotá D.C., 1995 
 
 
Se ubica dentro del grupo de los fagótrofos, esto quiere decir, que este 
individuo pertenece al grupo de los consumidores, que son organismos 
heterotróficos (que ingieren otros organismos o materia formada por partículas) 
 
 
 
 
42
22..77..11 IImmppoorrttaanncciiaa ddee DDaapphhnniiaa PPuulleexx 
Daphnia Pulex por ser parte integral de los consumidores primarios de un 
sistema acuático, participa en el movimiento de sustancias y energía, 
obteniendo ésta por transformación de materia orgánica, especialmente de 
organismos vivos. 
Daphnia Pulex tiene un papel muy importante en el ecosistema acuático, este 
organismo planctónico se apodera de otros más pequeños y sirve de alimento 
de muchos animales más grandes, es decir, que sirve de puente en la cadena 
trófica entre un productor y un consumidor, específicamente, se alimenta de 
algas y sirve a la vez de alimento para los peces, de esta forma es fuente de 
alimento de los consumidores secundarios. 
Los Dáfnidos son consumidores de fitoplancton y de esta forma, pueden 
modificar la estructura de este grupo, a través del consumo diferencial de 
algunas especies y les son más fáciles de ingerir por forma y tamaño. 
En comparación con el fitoplancton, el zooplancton presenta una menor 
diversidad de especies, pero para contrarrestar lo anterior, Daphnia Pulex al 
igual que otros individuos pertenecientes al zooplancton tienen riesgos típicos 
de adaptación como es el multiplicarse rápidamente por vía sexual cuando las 
condiciones no son favorables.19 
Es un organismo filtrador del agua por excelencia, reteniendo diferentes clases 
de partículas, y esta es una razón importante de que Daphnia Pulex sea tan 
sensible a la contaminación y se use en los bioensayos. 
Al tener una reproducción por partenogénesis, asegura el trabajar en 
bioensayos con una población genéticamente idéntica, lo cual permite asegurar 
 
19 VILLASEÑOR, Carlos; GARCÍA RAMÍREZ, Ángel; MARTÍNEZ ALEGRÍA, Julio Cesar; ESPINOSA 
CRUZ, Benjamín; ARRIAGA CALZADA, Luis Daniel. ACUARIO FLOUNDERS. revista Aquaguia de julio 
de 1999. 
 
 
 
 
43
la validez de los resultados, por presentarse homogeneidad y estabilidad 
genética. 
Presenta sensibilidad a diferentes tipos de sustancias tóxicas, así mismo, es de 
fácil manejo, ocupa poco espacio y poca agua, su transporte no es complicado, 
las enfermedades que se presentan en el microorganismo son controlables y 
posee una historia de vida corta. 
22..77..22 HHáábbiittaatt 
Los Dáfnidos pueden ser encontrados en cualquier agua de superficie 
permanente, creciendo en el musgo de los árboles. Son principalmente de 
agua dulce y las concentraciones más altas de las poblaciones se encuentran 
en la vegetación, en la mayoría de los lagos y de las charcas. Son a menudo el 
organismo más abundante de un agua de superficie y viven como plancton en 
el agua abierta de los lagos.20 
22..77..33 DDiissttrriibbuucciióónn 
El grupo de los Dáfnidos está ampliamente distribuido, siendo 
predominantemente dulceacuícola y puede colonizar todo tipo de agua, lo cual 
lo hace un organismo ideal para la realización de bioensayos. 
Daphnia Pulex seencuentra en aguas con temperaturas de aproximadamente 
20o C en promedio. 
22..77..44 AAnnaattoommííaa 
Daphnia Pulex se caracteriza por presentar una longitud máxima de 
aproximadamente 3.5 mm, siendo menor en comparación con otra especie 
perteneciente al mismo género como es la Daphnia Magna. 
 
 
 
20 Pulgas de Agua. Disponible en internet http://www.alaquairum.net/daphnias.htm 
 
 
 
44
Figura 3. Estructura interna y externa de Daphnia Pulex 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: RICO ORDÁS, José Manuel; MENÉNDEZ. Asociación ASTURNATURA. COM. 2007. 
En línea. <http://www.asturnatura.com/articulos/artropodos/branquio.php>. 
 
Daphnia Pulex se caracteriza por presentar un cuerpo oval, lateralmente 
comprimido, sin segmentación externa, el caparazón encierra el tronco pero no 
la cabeza, la cual está bien definida. 
La cabeza se proyecta centralmente y algo en dirección posterior y tiene 5 
pares de apéndices: las primeras antenas que llevan setas olfatorias, las 
segundas el aparato locomotor y tres pares de apéndices de las partes 
bucales. 
La aténulas en muchos cladóceros, son puramente sensoriales y de tamaño 
muy pequeño, en los machos, pueden ser transformados en órganos para 
sujetar a la hembra durante la cópula. 
A los lados de la cabeza, entre las segundas antenas y debajo del tegumento 
se encuentra un gran ojo compuesto, que consiste en varios lentes hialinos que 
rodean a una masa de pigmentos granulares. Cerca de dicho ojo se encuentra 
un ocelo u ojo nauplio.21 
 
 
21 Ibíd.; p 23 
 
 
 
45
22..77..55 SSiisstteemmaa RReessppiirraattoorriioo 
 El intercambio de gases en estos individuos se efectúa vía epipodito de los 
apéndices toráxicos que están transformados en branquias. Un intercambio 
normal de gases entre la sangre y el medio se lleva a cabo por el constante 
movimiento de los apéndices toráxicos, y crean una corriente continua de agua 
fresca. 
22..77..66 SSiisstteemmaa CCiirrccuullaattoorriioo 
El sistema circulatorio es abierto como el de todos los crustáceos y la 
hemoglobina es impulsada por un corazón pequeño, ovalado o redondeado, 
que se encuentra en la parte superior del tronco, colocado dorsalmente. 
22..77..77 SSiisstteemmaa EExxccrreettoorr 
 Las funciones excretorias se realizan mediante una glándula especial de 
posición anterior denominada glándula de la concha, que consiste en un tubo 
contorneado que se encuentra en la parte antero-abdominal a cada lado del 
caparazón.22 
22..77..88 SSiisstteemmaa NNeerrvviioossoo 
El sistema nervioso consiste en un cordón ventral doble, con unos pocos 
ganglios, dos pares de nervios laterales y un ganglio cerebral o cefálico frente 
al esófago. 
Los órganos sensitivos están representados por un par de ojos compuestos, un 
par de ocelos y sedas sensoriales antenales y post-abdominales. 
Adherido al borde anteroventral del cerebro, se destaca la presencia del ojo 
medio e impar llamado ojo nauplio, en que se aprecia una masa de pigmento 
 
22 Peter Alexander et. al, Biología. New Jersey. Prentice Hall; 1992 p 3223 
 
 
 
46
central con un grupo de células visuales anteriores y dos grupos de células 
visuales laterales.23 
22..77..99 SSiisstteemmaa RReepprroodduuccttiivvoo 
En general, los individuos pertenecientes al género Daphnia, presentan un 
dimorfismo sexual bastante pronunciado, el cual se evidencia en términos del 
tamaño del cuerpo, en la morfología de los apéndices, en la forma de la cabeza 
y del postabdomen. 
La reproducción tiene lugar durante la mayor parte del año y es por 
partenogénesis. Las hembras producen un número variable de huevos que 
pasan de los oviductos a una cámara de incubación situada en la parte dorsal 
del cuerpo, entre las valvas. Allí los huevos partenogenéticos se desarrollan 
hasta alcanzar la forma juvenil, similar a la del adulto, que es entonces 
liberada.24 
Luego de algunas mudas (6 como máximo) la hembra está en condiciones de 
reproducirse. La partenogénesis continúa hasta que por motivos todavía no 
bien entendidos, pero que se reconoce están vinculados a cambios en las 
condiciones ambientales, disminuye la producción de huevos partenogenéticos 
y algunos de ellos se convierten en machos diploides. 
El caparazón de estas hembras se oscurece y se hace más grueso alrededor 
de la cámara de incubación y termina por cerrarse alrededor del huevo 
formando lo que se denomina efipio. Cuando ocurre la siguiente muda, el efipio 
se desprende del cuerpo de la hembra. Los efipios contienen huevos 
resistentes que pueden soportar por largos períodos condiciones externas de 
temperatura o sequía. 
 
 
23 RICO ORDÁS, José Manuel; MENÉNDEZ VALDERREY, Juan Luis. Asociación ASTURNATURA. 
COM. Marzo 2007. En línea. http://asturnatura.com/articulos/artropodos/branquio.php. párrafo 5-6 
24 GONZALEZ GÓMEZ, Op Cit; p 23 
 
 
 
47
22..77..1100 LLooccoommoocciióónn 
En general los Dáfnidos nadan con ayuda de sus potentes antenas. El 
movimiento en general, se caracteriza por ser vertical y casi siempre 
espasmódico. 
22..77..1111 AAlliimmeennttaacciióónn 
Los individuos de género Daphnia, son normalmente Fitófagos alimentándose 
por filtración. Así filtran continuamente el agua en la cual viven, reteniendo las 
partículas suspendidas en esta, a través de las setas (gnatobasses) de los 
apéndices del tronco. 
De esta forma, retienen toda clase de materiales, incluyendo bacterias, detritos 
y materiales artificiales. De hecho, ésta es una de las razones más importantes 
de que las Daphnias sean sensibles a la contaminación y se usen en los 
bioensayos.25 
Las algas son un componente importante en la dieta de los Dáfnidos. El valor 
nutricional de las algas depende del tamaño y composición química de las 
células y del grosor de las paredes celulares. 
En general el aparato digestivo posee un esófago de gran tamaño. El intestino 
medio es corto, musculoso; la parte anterior del intestino medio lleva a veces 
ciegos gástricos. 
22..77..1122 CCiicclloo ddee VViiddaa 
El ciclo de vida de los Dáfnidos es muy variable dependiendo de la especie y 
de las condiciones ambientales. Generalmente, el ciclo se incrementa cuando 
la temperatura decrece debido a la disminución en la actividad metabólica. El 
ciclo de vida de Daphnia Pulex a 20oC es de 50 días. 
 
 
25 Calibración del Bioensayo de Toxicidad Aguda con Daphnia Pulex usando un Tóxico de Referencia. 
Disponible en internet htt://www.scielo.cl/pdf/gayana/v67n1/art11.pdf 
 
 
 
48
Figura 4. Ciclo de Vida Daphnia Pulex 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente. Los Autores 
Daphnia Pulex posee 3 a 4 instares juveniles, donde cada instar es terminado 
por una muda, de esta forma, el crecimiento ocurre inmediatamente después 
de cada muda, hasta que el nuevo caparazón deja de ser elástico. 26 
 Daphnia Pulex tiene de 18 a 25 instares adultos. Generalmente, la duración de 
los instares aumenta con la edad, pero también de las condiciones 
ambientales. 
22..88 AALLGGAASS 
Para el mantenimiento de los cultivos de Daphnia Pulex, se seleccionaron 
algas verdes, pertenecientes a la clase Chlorophyta. Este cultivo fue 
suministrado por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), 
y entre sus características destacamos, la presencia de cloroplastos de color 
verde, comprenden formas microscópicas unicelulares, filamentosas simples o 
 
26 Reproduction - Daphnia Style, Daphnia as Predators; what do Daphnia eat, Anatomy of the Daphnia, 
Habitat of Daphnia, The Daphnia as Prey" (On-line). Accessed April 12, 2000 at 
http://www.science.mcmaster.ca.Liberados a la 
cámara de incubación
6-10 huevos 2 
días 
Neonatos 
6-10 días 
Madurez 
Sexual 
 
 
 
49
ramificadas y algunas formas desarrolladas. La mayoría forman parte del 
plancton y del bentos de agua dulce, las especies marinas son de mayor 
tamaño, y constituyen en forma secundaria el plancton marino.27 
En los test de toxicidad se pueden utilizar dos tipos de algas o mezcla de ellas 
como alimento de los organismos de prueba, así como lo muestra la siguiente 
tabla: 
Tabla 4. Tipos de Algas 
Selenastrum Capricornutum SScceenneeddeessmmuuss QQuuaaddrriiccaauuddaa 
Reino: Plantae 
Subreino: Thallobionta (Talofitas) 
División: Chlorophyta (algas verdes) 
Clase: Chlorophyceae 
Orden: Chlorococcales 
Familia: Selenastraceae 
Género: Selenastrum 
Especie: S. Capricornutum28 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: BREMMER ALVARADO Carlos; Ensayos 
Toxicológicos y Métodos de Evaluación de calidad 
de Aguas, 2004 
 
Reino: Plantae 
Subreino: Thallobionta (Talofitas) 
División: Chlorophyta (algas verdes) 
Clase: Chlorophyta 
Orden: Chlorococcales 
Familia: Coelastraceae 
Género: Scenedesmus 
Especie: S. Quadrcauda29 
 
 
 
 
Fuente: BREMMER ALVARADO Carlos; Ensayos 
Toxicológicos y Métodos de Evaluación de calidad 
de Aguas, 2004 
 
El alga Scenedesmus Quadricauda se caracteriza por tener individuos 
cenobiales de 2, 4, 8 o 16 células. Las células pueden tener forma elipsoidal, 
oblonga o fusiforme que se agrupan en un plano en el eje longitudinal. Algunas 
 
27 ALAPE, Joseph. 
 
 
 
50
veces, las células forman dos hileras alternas donde las células terminales de 
la fila difieren en forma y ornamentación.30 
El otro tipo de alga, Selenastrum Capricornutum, es una especie unicelular de 
tamaño microscópico, en forma de media luna. Su tamaño oscila entre 5 a 6 µ 
de ancho y 10 a 12 µ de largo.31 
 
22..99 EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN EESSTTAADDÍÍSSTTIICCAA DDEE LLOOSS BBIIOOEENNSSAAYYOOSS 
22..99..11 TTiippooss ddee pprruueebbaass oo tteesstt ddee ttooxxiicciiddaadd 
Como se mencionó anteriormente, desde el punto de vista estadístico, el tipo 
de variable generada por la respuesta influencia en gran medida el tipo de 
análisis a aplicar sobre los datos. En este sentido, se pueden encontrar 
variables cualitativas (muerto-vivo, ausente-presente), cuantitativas discretas 
(núm. de muertos, % de muertos) y cuantitativas continuas (reducción del 
crecimiento en longitud o peso). En el caso de las variables cualitativas, debido 
a sus características, es muy difícil establecer relaciones cuantitativas con la 
dosis y, en general, se diseñan los experimentos de manera tal para evaluar 
respuestas cuantitativas. Por ejemplo, al utilizar como punto final en la lectura 
la muerte de un organismo, se puede diseñar la experiencia de forma tal que 
cada replicado contenga al menos cinco organismos e interpretar las 
respuestas individuales como resultados de un ensayo de Bernoulli asignando 
a muerto el valor 1 (éxito) y a vivo el valor 0 (fracaso), permitiendo de esta 
manera que el replicado con los cinco organismos pueda considerarse con el 
resultado de un experimento binomial y la respuesta en cuestión se expresa 
 
28 Estudio de evaluación de toxicidad relativa de sustancias tóxicas en vertimientos y cuerpos 
receptores. Proyecto CAR – BID – Contrato 298–94. 
29 Estudio de evaluación de toxicidad relativa de sustancias tóxicas en vertimientos y cuerpos 
receptores. Proyecto CAR – BID – Contrato 298–94. 
 
30 Komarek, 1983; Cronquist, 1982, 1977 
31 Komarek, et al, 1983; Cronquist, 1982; Fritsh, 1977 
 
 
 
51
como la proporción de organismos muertos, que es una variable cuantitativa 
discreta.32 
Para el análisis de las relaciones cuantitativas entre la dosis y la respuesta, es 
necesario recurrir a modelos matemáticos que describan dicha relación. En 
general, los modelos matemáticos se pueden clasificar en: 
• Mecanístico: es un modelo que intenta describir un proceso basándose 
en postulados acerca de la mecánica de dicho proceso. 
• Empírico o Descriptivo: Es un modelo que intenta describir 
cuantitativamente los patrones de las observaciones sin basarse en los 
procesos subyacentes o mecánica del proceso. 
• Determinístico o no estocástico: Es un modelo en el que dado un dato en 
particular, la predicción que se obtiene del modelo es siempre el mismo 
valor. 
• Probabilístico o estocástico: Es un modelo en el que dado un dato en 
particular, la predicción que se obtiene del modelo es un valor variable. 
En el caso particular de las pruebas de toxicidad, los más utilizados son los de 
tipo empírico o descriptivo de forma rectilínea, a los cuales se llega muchas 
veces luego de haber trasformado una o las dos variables estudiadas. La 
utilización de transformaciones no sólo altera la forma de la relación estudiada, 
sino que también modifica el comportamiento de las variables con respecto a 
los supuestos del método estadístico a ser aplicado. 
22..99..22 MMééttooddooss EEssttaaddííssttiiccooss 
Para poder dar cumplimiento a los requerimientos de validez y precisión de las 
pruebas es necesario utilizar una metodología estadística desde la planificación 
hasta la ejecución y, luego, el posterior análisis de los resultados. El criterio 
básico recomendado es seleccionar un método estadístico sencillo, que se 
 
32 DÍAZ BÁEZ María Consuelo, BULUS ROSSINI Gustavo Daniel, PICA GRANADOS Yolanda, Métodos 
estadísticos para el análisis de resultados de Toxicidad.2005 
 
 
 
 
52
ajuste a las condiciones experimentales y que permita obtener resultados 
válidos.33 
22..99..33 DDiisseeññooss ddee EExxppeerriimmeennttooss 
Para la elaboración de una prueba de toxicidad se deben seguir los principios 
básicos planteados para el diseño de experimentos. Esto implica un número 
razonable de repeticiones (dependiendo de la prueba), aleatorización de las 
dosis en las unidades experimentales y un control para lograr una estimación 
válida del error experimental. 
En la mayoría de las pruebas se trabaja con un diseño completamente 
aleatorizado, del tipo clásico, para ser analizado a través del análisis de la 
varianza o del análisis de regresión, con unidades experimentales homogéneas 
y condiciones ambientales controladas. Sin embargo, en algunos casos es 
necesario recurrir a análisis de covarianza o ANOVA en bloques para controlar 
la heterogeneidad de las unidades experimentales. Para los cálculos de los 
diferentes análisis utilizados se pueden usar programas de computación que se 
consiguen comercialmente.34 
22..99..44 EEssttaabblleecciimmiieennttoo ddee uunnaa RReellaacciióónn DDoossiiss –– RReessppuueessttaa 
Como resultado del análisis de los datos de un diseño para estimar una 
relación dosis-respuesta, lo que se pretende obtener son las estimaciones de 
los parámetros del modelo seleccionado para relacionar las variables y, a 
continuación, utilizar el modelo con las estimaciones de los parámetros 
encontrados para determinar los valores de la variable concentración de tóxico 
que causan un grado de efecto, en particular sobre los organismos expuestos. 
Entre estas concentraciones, la más utilizada es la que se conoce como 
concentración letal, efectiva o inhibitoria 50 (CL50/CE50/CI50), que es la 
concentración que produce la respuesta esperada sobre el 50% de los 
organismos expuestos. 
 
33 Ibíd; p 37 
34 Steel & Torrie (1985) 
 
 
 
53
22..99..55 EEssttaabblleecciimmiieennttoo ddee uunnaa RReellaacciióónn DDoossiiss –– RReessppuueessttaa ddee TTiippoo MMoorrttaalliiddaadd 
La selección del método a utilizar para estimar los valores de CL50/CE50/CI50de este tipo de pruebas de toxicidad aguda con múltiples concentraciones 
dependerá de la forma de la distribución de tolerancias, y que tan bien las 
concentraciones o dosis seleccionadas la caracterizan (por ejemplo, el número 
de mortalidades parciales).35 
22..99..66 AAnnáálliissiiss ddee RReeggrreessiióónn yy AAnnáálliissiiss PPrroobbiitt 
Para el cálculo de los CL50/CE50/CI50 generalmente se usa el análisis Probit 
(con o sin ajuste). En un experimento típico de pruebas de toxicidad aguda se 
tiene la siguiente situación: 
 Concentración de la sustancia o dosis (d). 
 Número de individuos (n). 
 Número de organismos muertos o afectados (r). 
 Porcentaje de efecto (p).36 
 
 
 
La representación gráfica de p vs. d, o relación dosis-respuesta, genera una 
curva parabólica que muchas veces presenta dificultades en la construcción de 
un modelo lineal. Una forma de abordar este problema es transformando d a 
una escala logarítmica (X = log 10(d), lo cual mostrará una relación dosis-
respuesta de forma S o sigmoidea normal, como se muestra en la figura 5.1); 
de esta manera la distribución de p vs. X será de tipo normal. 
 
35, DÍAZ BÁEZ María Consuelo, BULUS ROSSINI Gustavo Daniel, PICA GRANADOS Yolanda Capítulo 5. 
Métodos Estadísticos para el Análisis de Resultados de Toxicidad. En línea. Febrero 2007. 
<http://www.idrc.ca/en/ev-66572-201-1-DO_TOPIC.html. 2004> 
36 Ibíd; p 39; Párrafo 3 
 
 
 
54
Posteriormente, mediante las tablas de Probit se transforma p (porcentaje de 
efecto) a unidades Probit (buscando en una tabla de distribución normal el valor 
de z correspondiente a una probabilidad acumulada igual a p y sumándole a 
continuación cinco unidades), se obtiene una distribución de puntos en un 
sistema bivariado de tipo lineal, los cuales se procesan según un análisis de 
regresión típico. Vale la pena enfatizar que el Probit es una transformación 
sobre la tasa de efecto (p), y la ecuación generada es de la forma: 
 
Donde: 
 
 
 
 
 
 
22..99..77 AAnnáálliissiiss ddee VVaarriiaannzzaa ((AANNOOVVAA)):: 
En estadística el análisis de varianza (ANOVA) es una colección de modelos 
estadísticos y sus procedimientos asociados. Esta prueba esta diseñada para 
comparar los resultados obtenidos para un tratamiento en particular contra un 
control (tratamiento con dosis cero). Para este tipo de análisis se requiere que 
el número de replicas por tratamiento sea superior a tres y que todos los 
tratamientos tengan el mismo número de replicas. En el caso que las replicas 
sean menores de tres no se deberá proceder con una prueba hipótesis. 
Para esta investigación el análisis estadístico se realizó con el método 
paramétrico Probit, ya que se contó con el software que fue suministrado por la 
 
 
 
55
Corporación Autónoma Regional para mayor precisión del cálculo de la 
concentración letal media, y cuyo procedimiento se describe en el protocolo 
LB06, dándonos un margen de confiabilidad del 95%. Igualmente los resultados 
del software fueron validados mediante el análisis de varianza (ANOVA) cuyo 
procedimiento se describe en el protocolo LB07.37 
 
22..99..77..11 BBaasseess ddeell aannáálliissiiss ddee llaa vvaarriiaannzzaa 
El ANOVA tradicional parte de descomponer la variación total de la muestra en 
dos componentes: 
 
 
 
Esta igualdad básica nos indica que la variación total es igual a la suma de la 
variación o dispersión entre los grupos, más la variación o dispersión dentro de 
cada grupo. Los grupos están definidos por los niveles del factor. 
Los resultados de un ANOVA se suelen representar en una tabla como la 
siguiente: 
Tabla 5. Resultados de ANOVA 
Fuente de Variación GL SS MS F 
Entre grupos Tratamientos k-1 SSA SSA/(k-1) MSA/MSE
Dentro error (n-1)k SSE SSE/K(n-1) 
Total Kn-1 SST 
Fuente. V. Abraira, A. Pérez de Vargas Métodos Multivariantes en Bioestadística. 
Ed. Centro de Estudios Ramón Areces. 1996. 
 
37 Ibíd; p 39; Párrafo 3 
 
 
 
56
Donde: 
 K: Muestras aleatorias independientes 
 n: Tamaño muestra 
 MSE: Varianza de error 
 SSE: Suma de cuadrados del error 
 MSA: Varianza de los tratamientos 
 GL: Grados de Libertad 
 SS: Suma de Cuadrados 
 MS: Promedio de Cuadrados 
 F: Realiza el contraste de la hipótesis de medias iguales. 
22..99..77..22 MMooddeellooss ddee AAnnáálliissiiss ddee VVaarriiaannzzaa 
 Modelo I o de efectos en el que la H1 supone que las k muestras son 
muestras de k poblaciones distintas y fijas. 
 Modelo II o de efectos aleatorios en el que se supone que las k 
muestras, se han seleccionado aleatoriamente de un conjunto de m>k 
poblaciones.38 
Resumiendo diremos: 
 Si Fcalculado > Fteórico H1 (Existen diferencias entre los tratamientos) 
 Si Fcalculado > Fteórico H0 (No existen diferencias entre los tratamientos) 
 
22..1100 SSUUSSTTAANNCCIIAASS QQUUÍÍMMIICCAASS QQUUEE CCAAUUSSAANN CCOONNTTAAMMIINNAACCIIÓÓNN DDEELL AAGGUUAA 
Los contaminantes, ya sean orgánicos o inorgánicos provocan en los 
ecosistemas acuáticos una serie de modificaciones fisicoquímicas en el agua, 
que repercuten en la composición, distribución y biología de las comunidades.39 
 
38 V. Abraira, A. Pérez de Vargas Métodos Multivariantes en Bioestadística. 1996 
 
 
 
 
 
57
Existen gran variedad de contaminantes que causan contaminación en los 
cuerpos de agua, afectando a las poblaciones de organismos que allí habitan; 
entre estos contaminantes se encuentran los fenoles, cuyas principales 
características se describen a continuación. 
22..1100..11 FFeennoolleess 
El tóxico utilizado en las pruebas de toxicidad aguda para determinar la 
concentración letal media CL 50-48 fue el Fenol. 
Este líquido se encuentra en forma pura, es un sólido cristalino de color blanco-
incoloro a temperatura ambiente. Su fórmula química es C6H5OH, y tiene un 
punto de fusión de 43ºC y un punto de ebullición de 182ºC. El fenol es un 
alcohol. Puede sintetizarse mediante la oxidación parcial del benceno. 
El fenol tiene un olor característico repugnantemente dulce y alquitranado. Se 
puede detectar el sabor y el olor del fenol a niveles más bajos que los 
asociados con efectos nocivos. 
El fenol es una sustancia tanto manufacturada como natural. Se encuentra en 
la naturaleza en algunos alimentos, en desperdicios humanos y de animales 
además de la materia orgánica en descomposición.40 
La tabla 6 muestra las principales características del fenol: 
 
 
 
 
39 SAMITIER, Josep; Unidad de Toxicología Experimental y Ecotoxicología (UTOX-PCB). Parc Científic de 
Barcelona. Universidad de Barcelona (en línea), febrero 2007. 
40 Estudio sobre las posibilidades de aplicación de la fotocatálisis heterogénea a los procesos de remoción 
de fenoles en medio acuoso. Disponible en Internet http://www.monografias.com/trabajos21/fotocatalisis-
heterogenea/fotocatalisis-heterogenea.shtml. 
 
 
 
 
58
 
Tabla 6. Características del Fenol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Fenol (elemento). Wikipedia: la enciclopedia libre (En Línea), Noviembre. 
Disponible en Internet :< http://es.wikipedia.org/wiki/Fenol_(elemento) 
 
 
22..1100..11..11 FFuueenntteess ddee GGeenneerraacciióónn 
Los fenoles y compuestos fenólicos se encuentran comúnmente en las aguas 
residuales de varias industrias, entre ellas, las industrias papeleras, de 
remoción de pinturas, industrias químicas de producción de pesticidas, las 
diferentes etapas de la industria del petróleo, generadoras de resinas y la 
NNoommbbrree FFeennooll 
Fórmula química