Determinación de la concentración letal media (CL50-48) del herbi

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DETERMINACION DE LA CONCENTRACION LETAL MEDIA CL 50-48 DEL HERBICIDA 
ROUNDUP 747 SOBRE ECOSISTEMAS ACUATICOS MEDIANTE 
PRUEBAS TOXICOLÓGICAS CON DAPHNIA magna 
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DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL50-48) DEL 
HERBICIDA ROUNDUP 747 SOBRE ECOSISTEMAS ACUATICOS MEDIANTE 
PRUEBAS TOXICOLOGICAS CON DAPHNIA magna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CATALINA MARIA GAMEZ ROJAS 
EMILCE JINETH RAMIREZ RIVEROS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTA Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C 
2008 
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ROUNDUP 747 SOBRE ECOSISTEMAS ACUATICOS MEDIANTE 
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DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN LETAL MEDIA (CL 50-48) DEL 
HERBICIDA GLIFOSATO ROUNDUP 747 SOBRE ECOSISTEMAS ACUATICOS 
MEDIANTE PRUEBAS TOXICOLOGICAS CON DAPHNIA magna 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CATALINA MARIA GAMEZ ROJAS 
EMILCE JINETH RAMIREZ RIVEROS 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado para optar al 
 Título de Ingenieros Ambientales y sanitarios 
 
 
 
 
Director 
PEDRO MIGUEL ESCOBAR MALAVER 
QUÍMICO INDUSTRIAL 
LIC. QUÍMICO Y BIOLOGÍA 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTA Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C 
2008 
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Nota de aceptación: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Firma del Director de Tesis 
 
 
 
Firma del Jurado 
 
 
 
Firma del Jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bogotá D.C., Diciembre de 2008 
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Gracias a Dios, porque indudablemente ha estado conmigo en cada paso dado. 
 
Hoy y siempre gracias a mi familia, a mis padres, hermanos, tíos y muy 
especialmente a mis abuelitos Leito y José por brindarme el ánimo, apoyo, cariño 
y consejos a lo largo de mi existencia. Soy muy afortunada por recibir su amor y 
ejemplo. 
 
A Kike, por ser la persona con la que siempre podré contar, por soñar y crecer 
a mi lado. Gracias por creer en mí. 
 
 
Un gracias a Catalina por haber estado ahí, en los momentos tristes y alegres, 
por tener siempre tendida su mano amiga. 
 
Llegar al final de este logro, no hubiese sido posible sin la cooperación 
desinteresada de todas y cada una de las personas que han sido soporte en los 
momentos de desfallecimiento, para ellos mi más sincero agradecimiento. 
 
 
 
JINETH RAMIREZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A mis padres por su comprensión, apoyo 
Y por darme en la vida todo lo necesario para lograr mis metas, 
A mis hermanas quienes con una palabra, en el momento indicado 
 Me llenaron de valor para seguir adelante, 
A mis cuñados por sus sabios y valiosos consejos, 
A mi familia en general por su aporte de una u otra forma 
En el logro de esta meta para mi vida. 
A Juan José por llegar a mi vida, por enseñarme la verdadera felicidad, 
Por cada una de sus sonrisas, abrazos, besos, y por toda su comprensión. 
A Sonery por su verdadero amor y por darle a mi vida mi mayor alegría. 
A mis amigas quienes me acompañaron no solamente en el crecimiento intelectual 
sino también en el personal, 
A Jineth por su verdadera e incondicional amistad. 
Cada uno de los días felices y difíciles de mi vida, cada uno de mis triunfos, 
Cada una de las personas y Empresas que forman parte de mi vida, 
No existirían, de no ser por la presencia 
 y el amor tan grande de DIOS. 
 
CATALINA GAMEZ 
 
 
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AGRADECIMIENTOS 
 
 
Al profesor Pedro Miguel Escobar nuestro director de tesis, quien no solamente 
nos brindo sus conocimientos sino, todo el apoyo que estuvo en sus manos y 
compartió con nosotros sus buenos consejos para seguir adelante. 
 
A los profesores Rubén Darío Londoño y Edwin Beltrán, por su colaboración en la 
contextualización de nuestro tema de tesis. 
 
Al grupo de monitores del laboratorio de Ingeniería ambiental y Sanitaria, 
encabezado por el laboratorista Oscar Fernando Contento, por su colaboración 
durante el desarrollo de nuestro trabajo de investigación. 
 
A los investigadores de bioensayos quienes nos colaboraron cuando los 
necesitamos. 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
Desde 1992, se inicio la práctica de aspersión aérea con Glifosato bajo la 
presentación comercial de Roundup Ultra aprobada por el Consejo Nacional de 
Estupefacientes (CNE). En un principio este herbicida fue asperjado bajo una tasa 
de 8 L/ha pero a finales del año 2002, el CNE aprobó el incremento de la 
concentración en la mezcla de aspersión hasta 10,4 L/ha sobre cultivos de coca y 
de 2.5. El glifosato además es usado como madurante de caña, desecante de 
granos y para el control de malezas en cultivos de arroz. 
Entre 1986 y 1996 el uso del glifosato se triplicó en Estados Unidos y en Europa 
su uso se incrementó en 129% entre 1991 y 1995, por las declaraciones de 
Monsanto de que el herbicida no es peligroso para los humanos y que es 
ambientalmente seguro. Pero de acuerdo con informaciones de Cox (1995) y de 
Dinham (1998), existen resultados de investigaciones científicas acerca de 
herbicidas que contienen glifosato, independientes de Monsanto, que contradicen 
las indicaciones de la empresa fabricante del veneno y muestran una visión muy 
diferente sobre los riesgos de salud y ambientales de estos herbicidas. 
Con el auge de la ecotoxicología - ciencia que predice los efectos de los agentes 
potencialmente tóxicos en los ecosistemas naturales- (Hoffman 1995) se ha 
reforzado la idea de realizar monitoreo y pruebas de toxicidad para la detección, 
predicción y control de los efectos de diferentes tipos de sustancias sobre los 
ecosistemas, en particular el acuático. 
En Colombia las Entidades de Manejo y Administración del Recurso EMAR, son 
las encargadas de la realización de bioensayos y del establecimiento de la CL50-96 
de las sustancias de interés sanitario. Aunque la legislación existe (Decreto 1594 
de 1984) la capacidad de gestión es muy baja y no define con que especies se 
deben realizar estas determinaciones. Actualmente, sólo algunas entidades 
estatales como la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca C.A.R. 
dentro del programa de control de la contaminación de aguas bajo su jurisdicción 
ha empezado a realizar dichos bioensayos, usando Daphnia magna. 
La Daphnia magna tiene varios aspectos biológicos interesantes que las hace 
ideales para los ensayos. A su corta vida (3 o 4semanas) y una vez alcanzada su 
madurez se reproduce cada 24 horas aprox. pero la característica más interesante 
es su sensibilidad a los tóxicos ya que es capaz de detectar la presencia de, por 
ejemplo, 0,005 mg. de mercurio en el agua y aún menores concentraciones de 
numerosos pesticidas y residuos industriales. 
 
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Con Daphnia magna se hacen generalmente dos tipos de bioensayos: de 
toxicidad aguda y de toxicidad crónica. En los de toxicidad aguda se evalúa la 
concentración del tóxico (conocido o desconocido) que es capaz de matar o 
inmovilizar el 50 % de la población (CL50 o CE50) en 48 horas.Si un test de 
toxicidad aguda no detecta efecto alguno de mortandad o inmovilización esto no 
siempre significa que el agua analizada no contenga sustancia alguna capaz de 
producir otro tipo de daño. Para estos casos se utilizan los test de toxicidad 
crónica en los que la evaluación se basa en la capacidad reproductiva o el 
crecimiento de los individuos. Es posible, entonces, con estas técnicas dar una 
respuesta sobre la incidencia de efluentes industriales en un ambiente acuático. 1 
El presente proyecto busca por medio de la realización de ensayos toxicológicos, 
identificar el efecto del herbicida Roundup 747 en el medio acuático con ayuda de 
la especie Daphnia magna bajo condiciones experimentales específicas y 
controladas, lo que permitirá determinar la concentración letal media (CL50) del 
herbicida expuesto a diferentes concentraciones. 
Como resultado del proyecto, se busca que en un futuro se replanteen las normas 
vigentes para la protección de ecosistemas acuáticos, teniendo en cuenta que la 
microfauna en cuerpos de agua juega un papel importante y que por medio de los 
bioensayos se puede tener una visión justificada de cuáles son los factores o 
componentes específicos que causan un impacto en ellos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Daphnia magna en ecosistemas acuáticos, Instituto Nacional de Limnología (INALI) 
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GLOSARIO 
 
BIOENSAYO Método para evaluar la potencia relativa de un agente sobre 
organismos vivos, mediante la comparación del efecto del agente con el de una 
solución patrón o “Standard”. 
 
CADENA TRÓFICA También llamada cadena alimentaria, es la corriente de 
energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un 
ecosistema en relación con su alimentación. 
 
CONTAMINANTE Sustancia introducida en el ambiente como resultado, por lo 
menos en forma parcial, de la actividad humana y que produce efectos adversos 
no deseados sobre los organismos individuales y sobre el ecosistema. 
 
DUREZA Concentración en el agua de sales de calcio y magnesio. Se suele 
expresar en mg/l de carbonato de Calcio. 
 
DOSIS Cantidad de sustancia que se absorbe en 24 horas expresada con relación 
a kilogramos de peso corporal. 
 
ECOSISTEMA ACUÁTICO Es la unidad funcional básica de interacción de los 
organismos vivos entre sí y de estos con el ambiente acuático en un espacio y 
tiempo determinado. 
 
ECOTOXICOLOGIA Es el estudio de la relación dosis o concentración / efecto de 
tóxicos liberados al ambiente sobre los sistemas bióticos incluyendo los niveles de 
organización inferiores y superiores al nivel de organismos. 
 
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ECOTOXICOLOGIA ACUATICA Es el estudio cualitativo y cuantitativo de los 
efectos adversos de xenobióticos sobre los ecosistemas acuáticos. 
 
EFECTO Es el cambio biológico producido tanto en el nivel de organismo 
individual como en niveles de organización inferiores o superiores al individuo, 
asociado a la exposición al tóxico. 
 
EFIPIO Capsula protectora, la cual se encuentra en la cámara incubadora de las 
Daphnia magna, 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. 
 
ENSAYO DE TOXICIDAD Permite la detección y evaluación de la capacidad de 
un agente de producir efectos tóxicos adversos sobre organismos vivos. 
 
ENSAYOS DE LABORATORIO Reproducción parcial de las condiciones reales 
del ambiente. 
 
REPLICA Batería de ensayo que contiene un número especificado de 
organismos en una concentración dilución de muestra definida o de agua de 
dilución como control. 
 
RESPUESTA Es la proporción de los problemas que manifiesta un determinado 
efecto definido. 
 
TOLERANCIA Es la habilidad de un organismo a tolerar una condición dada por 
un periodo de tiempo prolongado de exposición, sin que muera. 
 
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TOXICIDAD Es la capacidad de una sustancia de causar algún efecto nocivo 
sobre organismos vivos que depende de la cantidad administrada o absorbida, vía 
de ingreso al organismo, distribución a lo largo del tiempo después de su 
administración, naturaleza y severidad del daño producido, tiempo necesario para 
producir el efecto. 
 
TOXICO Es el agente que puede producir un efecto adverso, daño referido a la 
estructura y función del sistema, donde la introducción puede ser deliberada 
(efluentes) ó accidental (derrames). La cantidad liberada debe superar un nivel 
umbral para que se manifieste el efecto. Se establece la relación concentración / 
respuesta, duración de la exposición por medio de Ensayos de toxicidad. 
 
TOXICIDAD AGUDA La toxicidad aguda tiene por objeto determinar los efectos de 
una dosis única y muy elevada de una sustancia. Usualmente, el punto final del 
estudio es la muerte del animal y la toxicidad aguda se expresa por la dosis letal 
50, que viene a representar más o menos la dosis de la sustancia que produce la 
muerte en el 50% de los animales. 
PARTENOGÉNESIS Es una forma de reproducción basada en el desarrollo de 
células sexuales femeninas no fecundadas, que se da con cierta frecuencia en 
crustáceos. 
 
XENOBIOTICO Son aquellas sustancias producidas por actividades antrópicas. 
 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Reproducci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Fecundaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Crust%C3%A1ceos
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RESUMEN 
 
 
Mediante pruebas de toxicidad aguda se evaluó la concentración letal media del 
Herbicida Glifosato Roundup 747 en el cladócero Daphnia magna. Se preparó 
agua reconstituida dura (160-180 mg/I CaCO3), para el mantenimiento de las 
colonias y las pruebas de toxicidad. El sistema utilizado en el laboratorio para la 
realización de los bioensayos durante el período de experimentación fue de tipo 
estático, de corta duración y sin renovación, teniendo en cuenta las 
recomendaciones de protocolos internacionales estandarizados para la realización 
de pruebas ecotoxicológicas, los cuales fueron efectuados por un periodo de siete 
meses, donde fue necesario realizar el cultivo y mantenimiento de la especie de 
Daphnia magna teniendo en cuenta la parámetros de su hábitat agua dura, 
dureza, pH, temperatura y oxígeno disuelto; al igual que su alimento con las algas 
Scenedesmus acutus. 
 
Con el propósito de comprobar la buena condición de los organismos se realizaron 
pruebas de sensibilidad en todos los tratamientos con K2Cr2O7. La medida de 
toxicidad empleada permitió determinar la concentración efectiva del tóxico que 
inmovilizaba el 50% de la población en un período de 48 horas (CL50-48), mediante 
la aplicación del Método Probit del programa estadístico SAS (1990). Para la 
realización de estas pruebas de toxicidad se tuvo en cuenta la realización de diez 
pruebas preliminares con concentraciones de 0.001, 0.01, 0.1, 1.0, 10 mg/litro.En 
los resultados obtenidos en la prueba de sensibilidad se encontró una CL50-48 para 
el dicromato de potasio de 1, 09254 ppm. En cuanto a la sensibilidad de Daphnia 
magna al herbicida, se determinó que la CL 50-48 fue de 42, 9053 ppm, la cual fue 
comparada con la concentración letal media en Dahpnia pulex (CL 50-48: 19 ppm) y 
en peces (CL 50-48: 1, 088 ppm), observándose que la especie Daphnia pulexes 
las más sensible al herbicida en estudio. 
 
Debido a las especificaciones tóxicas del herbicida, las autoras elaboraron un 
protocolo para el almacenamiento, manipulación, transporte y disposición de 
residuos de herbicidas generados a lo largo de investigaciones científicas en el 
laboratorio de bioensayos de la Universidad de la Salle. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ABSTRACT 
 
 
By acute toxicity tests evaluated the average lethal concentration of Roundup 
herbicide Glyphosate 747 in the cladocerans Daphnia magna. Was prepared 
reconstituted hard water (160-180 mg / I CaCO3), for the maintenance of the 
colonies and evidence of toxicity. The system used in the laboratory for conducting 
bioassays during the experimental period was kind of static, short-term, without 
renewal, taking into account the recommendations of standardized protocols for 
testing ecotoxicological, which were carried out by a period of seven months, 
where it was necessary to make the cultivation and maintenance of the species 
Daphnia magna taking into account the parameters of their habitat hard water, 
hardness, pH, temperature and dissolved oxygen, like their food with algae 
Scenedesmus acutus. 
 
 
With the aim of checking the condition of the bodies were tested for sensitivity in all 
treatments with K2Cr2O7. The extent of toxicity employed allowed us to determine 
the effective concentration of toxic immobilized for 50% of the population over a 
period of 48 hours (CL50-48), using the statistical method Probit program SAS 
(1990). For the realization of these toxicity tests took into account the completion of 
ten preliminary tests with concentrations of 0.001, 0.01, 0.1, 1.0, 10 mg / litro. The 
results in the sensitivity test was found to CL50-48 Potassium dichromate of 
1,09254 ppm. With regard to the sensitivity of Daphnia magna to the herbicide, it 
was determined that the CL50-48 was 42, 9053 ppm, which was compared with the 
median lethal concentration in Dahpnia pulex (CL50-48: 19 ppm) and fish (CL50-48: 
1,088 ppm), observed that the species Daphnia pulex is the most sensitive to the 
herbicide in study. 
 
 
Due to the specifications of the toxic herbicide, the authors developed a protocol 
for the storage, handling, transportation and disposal of waste generated 
herbicides along scientific research in the laboratory bioassays of the Salle 
University. 
 
 
 
 
 
 
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1. OBJETIVOS 
 
 
1.1. OBJETIVO GENERAL 
 Determinar la concentración letal media (CL 50-48) del Herbicida Glifosato 
Roundup 747 sobre ecosistemas acuáticos mediante pruebas 
toxicológicas con Daphnia magna. 
 
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 Determinar la sensibilidad de la Daphnia magna expuestas a Dicromato de 
potasio. 
 
 Establecer una comparación entre los resultados obtenidos de la 
concentración letal media (CL 50-48) en los estudios toxicológicos al Herbicida 
Glifosato Roundup 747, bajo diferentes especies en la Universidad de la 
Salle. 
 
 Definir pautas para el manejo y disposición de residuos del herbicida 
Glifosato Roundup 747 en el laboratorio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. MARCO TEORICO 
2.1. TOXICOLOGIA 
El término toxicidad se emplea para describir la naturaleza de los efectos 
perjudiciales producidos y las condiciones necesarias para su producción. La 
toxicología estudia las relaciones entre la cantidad de sustancia introducida en el 
organismo y el efecto biológico obtenido, tanto a nivel cualitativo como 
cuantitativo. Esta ocurre toda vez que una sustancia entra en contacto con una 
superficie corporal como la piel, los ojos o la mucosa del sistema digestivo o 
respiratorio1. 
En la sociedad moderna, la toxicología es ya un elemento importante de la salud 
ambiental y de la salud en el trabajo. Ello es así porque muchas organizaciones, 
tanto gubernamentales como no gubernamentales, utilizan la información 
toxicológica para evaluar y regular los peligros presentes tanto en el lugar de 
trabajo como en el medio ambiente general. 
 
La toxicología es un componente crucial de las estrategias de prevención, pues 
proporciona información sobre peligros potenciales en los casos en que no hay 
una exposición humana amplia. 
 
Si se fuese a establecer el origen de la toxicología se debería situar paralelamente 
con el origen de la biología, porque en el momento en que aparece la vida, 
aparece el riesgo que ésta entre en contacto con agentes nocivos que ponen en 
peligro el funcionamiento normal del organismo. Pero la toxicología como se 
puede observar en la Figura N° 1, abarca todas las ciencias básicas como la 
__________________ 
1.
 Instituto nacional de seguridad e higiene en el trabajo. Disponible en Internet: 
GuiasMonitor/SaludMedicina/III/Ficheros/mtiii02.pdf 
http://www.monografias.com/trabajos7/sidiy/sidiy.shtml
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Química, Biología, Farmacología etc., y tiene como áreas fundamentales la 
analítica y experimental. Este proyecto se enfocará en el área experimental que se 
aplica en las ciencias ambientales mediante la ecotoxicología la cual se describirá 
más adelante. 
Figura N° 1 Tipos de toxicología 
 
Fuente: Repetto, 1997 
 
Los métodos de la toxicología son así mismo muy utilizados por la industria en el 
desarrollo de productos, pues permiten obtener una información valiosa para el 
diseño de determinadas moléculas o formulaciones. 
 
Mediante la concentración letal media CL50 se calcula estadísticamente un agente 
químico o físico que se espera cause una mortalidad en el 50% de los organismos 
de una población bajo un conjunto de condiciones definidas. 
 
2.2. TOXICIDAD 
La toxicidad es la capacidad de una sustancia de causar algún efecto nocivo 
sobre organismos vivos. Depende de2: 
____________________ 
2. 
www.monografias.com/trabajos42/parametros-toxicologicos-agua/parametros-toxicologicos-agua.shtml 
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 Cantidad administrada o absorbida 
 Vía de ingreso al organismo 
 Distribución a lo largo del tiempo después de su administración. 
 Naturaleza y severidad del daño producido. 
 Tiempo necesario para producir el efecto. 
2.2.1. Categorías de toxicidad y clasificación de la toxicidad Las categorías 
de toxicidad se refieren a una calificación arbitraria de las dosis o niveles de 
exposición que causan efectos tóxicos. Se habla así de “sumamente tóxico”, “muy 
tóxico” y “moderadamente tóxico”. Lo más frecuente es que estas expresiones se 
apliquen a la toxicidad aguda. 
 
La clasificación de la toxicidad se refiere a la agrupación de las sustancias 
químicas en categorías generales conforme a su efecto tóxico principal. Se habla 
así de sustancias alergénicas, neurotóxicas y carcinógenas. 
Los tóxicos son definidos por la OSHAS (Administración para la seguridad y salud 
ocupacional) como un producto químico que se encuentra en una de estas 3 
categorías: 
 Un producto químico que tiene una dosis letal media (DL50) de más de 50 
miligramos por kilogramos pero no más de 500 miligramos por kilogramo de 
peso corporal cuando administrado oralmente a ratas albinas de entre 200 y 
300 gramos de peso. 
 Un producto químico que tiene una dosisletal media (DL50) de más de 200 
miligramos por kilogramo pero no más de 1000 miligramos por kilogramo de 
peso corporal cuando administrado por contacto continuo durante 24 horas (o 
menos si la muerte ocurre durante las siguientes 24 horas) con la piel desnuda 
de conejos albinos de entre 2 a 3 kilogramos de peso. 
http://www.monografias.com/Administracion_y_Finanzas/index.shtml
http://www.monografias.com/trabajos28/dano-derecho/dano-derecho.shtml
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 Un producto químico que tiene una concentración letal media (CL50) en el aire 
de más de 200 partes por millón pero no más de 2000 partes por millón por 
volumen de gas o vapor, o más de 2 miligramos por litro pero no más de 20 
miligramos por litro de niebla, humo, o polvo, cuando administrado por 
inhalación continua durante una hora (o menos si la muerte ocurre en menos de 
una hora) a ratas albinas de entre 200 y 300 gramos de peso. 
2.2.2. Relación dosis-efecto Es la relación entre la dosis y el efecto a nivel 
individual. Un incremento de la dosis puede incrementar la intensidad de un efecto 
o su gravedad. Puede obtenerse una curva de dosis-efecto a nivel de todo el 
organismo, de la célula o de la molécula diana. 
 
2.2.3. Relación dosis-respuesta Es la relación entre la dosis y el porcentaje de 
individuos que presentan un determinado efecto. Al incrementarse la dosis lo 
normal es que aumente el número de individuos afectados en la población 
expuesta. 
Pueden establecerse varias curvas de dosis-respuesta respecto de una misma 
sustancia química (una curva para cada tipo de efecto). En la mayoría de los 
efectos tóxicos, cuando se estudian en poblaciones grandes, la curva de dosis-
respuesta tiene una forma sigmoidea. La curva de dosis-respuesta refleja las 
variaciones entre individuos de una misma población. La pendiente de la curva 
varía según la sustancia química de que se trate y también entre los diferentes 
tipos de efectos, en la siguiente grafica se puede apreciar un tipo de curva dosis-
respuesta, donde la región NOEC representa la dosis o concentración más alta a 
la cual no se observa ningún efecto y la región LOEC representa la concentración 
mínima donde aún se observa efecto de mortalidad. 
 
 
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Curva Dosis-Respuesta. 
0 a 1.-Región NOEC; 2.-LOEC; 3.-Región Lineal; y 4.-Respuesta Máxima 
 
En el caso de algunas sustancias que tienen efectos específicos (carcinógenos, 
iniciadores, mutágenos) la curva de dosis-respuesta podría ser lineal desde la 
dosis cero dentro de un determinado intervalo de dosis. Esto significa que no hay 
un umbral y que hasta las dosis pequeñas representan un riesgo. Por encima de 
ese intervalo de dosis, el riesgo puede incrementarse a una tasa superior a la 
lineal3. 
 
2.3. TOXICIDAD AGUDA 
La toxicidad aguda tiene por objeto determinar los efectos de una dosis única y 
muy elevada de una sustancia. Usualmente, el punto final del estudio es la muerte 
del animal y la toxicidad aguda se expresa por la dosis letal 50, que viene a 
representar más o menos la dosis de la sustancia que produce la muerte en el 
50% de los animales4. 
Cuando se quiere determinar el efecto de un determinado toxico sobre una 
especie, lo primero que debe hacerse es determinar las condiciones del cultivo 
tanto en el cultivo de los organismos como en el bioensayo mismo, a fin de 
proporcionar condiciones estándar que permitan la reproducibilidad de las 
pruebas. 
 
_____________ 
3
SILBERGEL, Ellen K. Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo. capitulo 33. [citado14 de Agosto de 2007]. 
4
TOXICOLOGIA AMBIENTAL Evaluación de Riesgos y Restauración Ambiental. 1996-2001, The University of Arizona 
 
DETERMINACION DE LA CONCENTRACION LETAL MEDIA CL 50-48 DEL HERBICIDA 
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PRUEBAS TOXICOLÓGICAS CON DAPHNIA magna 
20 
 
En segundo lugar deben realizarse dos tipos de pruebas a fin de hallar las 
concentraciones del toxico que causen un efecto adverso en los organismos. 
2.4. TOXICOLOGIA AMBIENTAL 
La toxicología ambiental evalúa los impactos que producen en la salud pública la 
exposición de la población a los tóxicos ambientales presentes en un sitio 
contaminado. Los tóxicos son los xenobióticos (cualquier substancia que no ha 
sido producida por la biota) que producen efectos adversos en los organismos 
vivos. Estos impactos producidos se miden por su: 
2.4.1. Exposición Es el contacto de una población o individuo con un agente 
químico o físico. La magnitud de la exposición se determina midiendo o estimando 
la cantidad (concentración) del agente que está presente en la superficie de 
contacto (pulmones, intestino, piel, etc.) durante un período especificado. 
2.4.2. Ruta de exposición Es el camino que sigue un agente químico en el 
ambiente desde el lugar donde se emite hasta que llega a establecer contacto con 
la población o individuo expuesto. El análisis de la ruta de exposición describe la 
relación que existe entre las fuentes (localizaciones y tipo de derrames 
ambientales) y los receptores (localización de las poblaciones, patrones de 
actividad, etc.). 
 
Se consideran como rutas significativas las que dan lugar a exposición humana. 
Las rutas de exposición consisten generalmente de cuatro elementos: 
 fuentes y mecanismos de emisión de tóxicos. 
 medio de retención y transporte (o medios en el caso de que haya 
transferencias de un medio a otro). 
 punto de contacto potencial entre el medio contaminado y los individuos. 
 vía de ingreso al organismo. 
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21 
 
2.4.3. Vía de exposición Es el mecanismo por medio del cual el tóxico entra en el 
organismo. Para el propósito de la toxicología ambiental, se consideran de 
importancia la ingestión, la inhalación y el contacto cutáneo (absorción cutánea). 
 
2.4.3.1. Ingestión Cuando el tóxico se ingiere, entra al TGC, (tracto gastro 
intestinal) la mayor cantidad se absorbe en el estómago y en los intestinos. El 
sitio de absorción depende en parte del estado de ionización del compuesto. Los 
ácidos débiles es más probable que se absorban en el estómago, donde hay un 
pH bajo, mientras que las bases débiles, que están menos ionizadas a pH alto, se 
absorben mejor en el intestino donde existen estas condiciones. 
 
2.4.3.2. Inhalación La inhalación es la vía de exposición a gases, vapores de 
líquidos volátiles, aerosoles y partículas suspendidas en el aire. Los sitios de 
absorción son la nariz y los pulmones. La nariz actúa como un limpiador o trampa 
para los gases solubles en agua y los muy reactivos así como, para retener las 
partículas grandes. 
 
Las moléculas de los gases se absorben en el espacio alveolar de los pulmones, 
disolviéndose en la sangre, hasta que las concentraciones del gas en ambas fases 
llegan al equilibrio. La solubilidad de gases en la sangre depende 
fundamentalmente de su solubilidad en agua y de la presión parcial del gas en el 
aire inhalado. Si se incrementa la concentración de un gas en el aire, se 
incrementará su velocidad de difusión en los pulmones, hasta alcanzar la nueva 
concentración de equilibrio en la sangre. 
 
La región del aparato respiratorio en el que se depositan las partículas y aerosoles 
depende de su tamaño. Las partículas de 5 μm o más grandes se depositan en la 
región nasofaríngea, que es la región más alta. Las partículas de 1 a 5 μm son 
depositadas en la región traqueobronquiolar del pulmón, que es la región 
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22 
 
intermedia. Las partículas de 1 μm y más pequeñas penetran a los sacos 
alveolares de los pulmones. Estas pueden ser absorbidas a la sangre o bien, 
pueden ser eliminadas a través del sistema linfático. 
 
2.4.3.3. Absorción cutánea La piel, a diferencia del epitelio del intestino y de los 
alvéolos pulmonares, no está diseñada para la absorción de substancias útiles al 
organismo. La permeabilidad a través de la piel es muy baja debido a que está 
formada por varias capas, algunas de ellas muy gruesas y con muy escasa 
irrigación sanguínea. Para que una substancia se absorba por la piel debe 
difundirse a través del estrato córneo y las demás capas de la epidermis, antes de 
contactar los vasos capilares sanguíneos y linfáticos de la dermis y pasar al 
torrente sanguíneo. 5 
 
2.4.4. Tiempo de exposición Para la toxicología ambiental las exposiciones se 
clasifican de acuerdo a la magnitud del período de exposición en: 
 
• Exposiciones crónicas: Son las exposiciones que duran entre 10% y el 100% 
del período de vida. Para el caso del hombre entre 7 y 70 años. 
• Exposiciones subcrónicas: Son exposiciones de corta duración, menores que 
el 10% del período vital. 
 Exposiciones agudas: efecto letal u otro efecto producido en un tiempo 
relativamente corto, usualmente dentro de los 4 días para peces o macro 
vertebrados y periodos más cortos ( 2 días) para organismos más pequeños, 
estas exposiciones suceden en un solo evento. 
 
___________ 
5, 
TOXICOLOGIA AMBIENTAL: Evaluación de Riesgos y Restauración Ambiental © 2001 The University of Arizona 
http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxam 
http://www.monografias.com/trabajos5/hiscla/hiscla2.shtml#peces
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23 
 
2.5. INDICADORES DE TOXICOLOGIA 
Las siguientes unidades de medida expresan los valores de concentración de 
contaminantes y las dosis recibidas por un organismo, sirviendo como indicadores: 
2.5.1. Dosis Letal Media DL50 Dosis es la cantidad de toxico que penetra en el 
organismo y Dosis Letal 50 es la dosis individual de una sustancia que provoca la 
muerte del 50% de la población animal debido a la exposición a la sustancia por 
cualquier vía distinta a la inhalación. Normalmente expresada como miligramos o 
gramos de material por kilogramo de peso del animal. 
2.5.2. Concentración Letal Media CL50 Concentración letal 50 es la 
concentración, obtenida por estadística, de una sustancia de la que puede 
esperarse que produzca la muerte, durante la exposición o en un plazo definido 
después de ésta, del 50% de los animales expuestos a dicha sustancia durante un 
periodo determinado. El valor de la CL50 se expresa en peso de sustancia por 
unidad de volumen de aire normal (miligramos por litro, mg/L). 
 
2.5.3. Concentración Efectiva CE50 Concentración del tóxico que produce 
efectos negativos apreciables en el 50 por ciento de la población (pérdida del 
equilibrio, frecuencia respiratoria, en un tiempo determinado). 
 
2.5.4. CL50 asintótica Concentración de tóxico a la cual CL50 llega hacerse 
constante para un tiempo de exposición prolongado. 
 
2.5.5. Concentración de efectos no observados (CENO) La mayor 
concentración a la cual no se observa reacción crónica alguna en las especies 
ensayadas. 
http://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtml
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24 
 
2.5.6. Concentración de efectos mínimos observables (CEMO) La menor 
concentración de tóxico a la cual puede observarse algún efecto sobre la especie 
ensayada. 
 
2.5.7. Nivel de efectos agudos no observados (NEANO) Es la mayor 
concentración del tóxico para la cual la mortalidad registrada es del 10% o 
inferior. 
2.5.8. Partes por Millón (ppm) Para determinar la concentración de una 
substancia química en un volumen se utilizan las partes por millón de partes 
iguales. Cada millonésima parte de este volumen, correspondiente a la substancia 
de nuestro interés, se considera una parte por millón de la substancia. Las ppm se 
utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en la atmósfera. 
 
2.5.9. Efectos Es el cambio biológico producido tanto en el nivel de organismo 
individual como en niveles de organización inferiores o superiores al individuo, 
asociado a la exposición del tóxico. Estos pueden ser: 
2.5.9.1 Efecto agudo Corto tiempo de exposición (horas, días) donde la 
severidad es la mortalidad y se determina la concentración que causa la 
mortalidad del 50% de la población expuesta (CL50). 
2.5.9.2 Efecto letal Causa la muerte por acción directa como consecuencia de la 
exposición a una determinada concentración del agente tóxico. 
2.5.9.3. Efecto subletal Se produce por debajo del nivel que causa la muerte 
directamente, como resultado de la exposición a una determinada concentración 
del agente tóxico. 
 
2.5.10. Respuesta Proporción de la población expuesta al tóxico que manifiesta 
el efecto definido 
http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo
http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml
http://www.monografias.com/trabajos28/aceptacion-individuo/aceptacion-individuo.shtml
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25 
 
2.6. ECOTOXICOLOGIA 
El principio de la ecotoxicología es que los organismos vivos son herramientas 
esenciales para la evaluación de la calidad ambiental, puesto que ellos son los 
que están expuestos a los efectos combinados de la ecotoxicidad. 6. 
La ecotoxicología ambiental estudia los efectos nocivos de sustancias altamente 
tóxicas (químicas o físicas) presentes en el ambiente, sobre organismos vivos, los 
cuales son parte esencial en los ecosistemas (vegetales, microorganismos, 
animales y el hombre), en esta interviene la toxicología y la ecología; su finalidad 
es evaluar el riesgo ecológico que se puede presentar por la presencia de 
sustancias potencialmente tóxicas en un ambiente acuático reuniendo así, la 
suficiente información para la protección de los ecosistemas. En este estudio se 
debe resaltar las características de la sustancia entre ellas: distribución en el 
ambiente, patrones de descarga, efectos en organismos vivos, degradación, 
actividad biológica, formas de bioacumulación, etc., así como las características y 
las propiedades de los ecosistemas. 
Con ella se evalúa la probabilidad de ocurrencia de efectos adversos que pueden 
ocurrir o están ocurriendo en ecosistemas que se encuentran en exposición a 
sustancias de interés sanitario que producen estrés en los organismos, esta 
evaluación está determinada en dos elementos: 
 Exposición de organismos en estudio con agentes contaminantes: 
interacción entre frecuencia, intensidad y respuesta de los organismos frente 
a sustancias que alteran su ecosistema. 
_____________________________ 
6 
LEVIN, S. A., M. A.. KELLY y K. D. KIMBALL. 1989. Ecotoxicology: problems and approaches. Springer-Verlag. 
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26 
 
 Características de los efectos producidos por sustancias tóxicas: relación 
dosis-respuesta entre la sustancia química contaminante y los efectos que 
produce en el organismo. 
En ocasiones, laúnica diferencia entre toxicología y ecotoxicología parece estar 
centrada en las especies seleccionadas para las pruebas toxicológicas. Sin 
embargo, la diferencia esencial entre las dos ciencias radica en su enfoque frente 
al problema. La toxicología concierne a los efectos sobre los organismos 
individuales, estudia los efectos de la introducción directa del compuesto dentro 
del organismo y focaliza su atención en una sola especie (incluido el hombre), y en 
sus estudios se habla de dosis de aplicación, mientras que, la ecotoxicología se 
ocupa de los efectos sobre los ecosistemas y su interés abarca toda la biota, 
incluyendo los aspectos estructurales y funcionales del ecosistema expuesto y en 
sus estudios se habla de concentración del xenobiótico en el medio. 
La ecotoxicología estudia el destino y los efectos de los contaminantes en los 
ecosistemas, intentando explicar las causas y prever los riesgos probables. La 
ecotoxicología prospectiva evalúa la toxicidad de las sustancias antes de su 
producción y uso. La ecotoxicología retrospectiva se ocupa de confirmar si la 
sustancia produce daños en el ecosistema. 
2.7 BIOENSAYOS 
Se entiende por bioensayo un ensayo en que un tejido, organismo o grupo de 
organismos vivos se usan como reactivo para determinar la potencia de cualquier 
sustancia fisiológicamente activa cuya actividad se desconoce (FAO, 1981). 
 
Los bioensayos, o pruebas de toxicidad son experimentos que miden el efecto de 
uno o más contaminantes en una o más especies (Reish y Oshida, 1987), 
permiten evaluar el grado de toxicidad de una sustancia química, un efluente, un 
http://www.monografias.com/trabajos14/nociones-basicas/nociones-basicas.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/cuasi/cuasi.shtml
http://www.monografias.com/Quimica/index.shtml
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27 
 
cuerpo de agua, etc., empleando organismos vivos (Esclapés, 1999). Puede 
determinarse la influencia relativa de cada factor sobre los parámetros biológicos 
estudiados. Los rangos de variación de los factores considerados pueden ser 
mayores que los existentes en el ambiente natural, lo que muchas veces facilita el 
estudio de su modo de acción. También pueden estudiarse combinaciones de dos 
o más factores, lo que permite revelar la existencia de antagonismos o 
sinergismos entre ellos. La posibilidad de controlar muchas de las variables hace 
posible la eliminación de las fluctuaciones propias de las condiciones naturales, 
que generalmente oscurecen o interfieren con la finalidad principal del estudio 
llevado a cabo (Rodríguez et al., 1995). 
 
Para proteger el medio acuático es necesario fijar límites superiores a las 
descargas de contaminantes perjudiciales químicos y físicos, además de vigilar y 
regular las descargas que se realicen posteriormente. Los límites superiores de las 
descargas se derivan de la consideración de los criterios apropiados de calidad de 
agua formulados a partir de datos de respuestas para sistemas biológicos 
(bioensayos crónicos o agudos) (FAO, 1981). 
 
Los individuos son expuestos a concentraciones crecientes del tóxico para 
determinar cambios en el organismo. En general la muerte es el criterio más 
utilizado en la prueba de CL50 horas. Uno o más controles son utilizados en 
organismos expuestos a similares condiciones excepto cuando existe falta de 
disponibilidad del tóxico (Reish y Oshida, 1987). Los bioensayos toxicológicos 
tienen por finalidad determinar las concentraciones de un tóxico dado que 
ocasionen efectos dañinos o nocivos en un organismo modelo. Estos efectos 
pueden incluirse en las siguientes categorías: 
 
http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTES
http://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtml
http://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/tanatologia/tanatologia.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml
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28 
 
 Afectación del término de vida 
 Alteración de la tasa de crecimiento 
 Cambios de los parámetros reproductivos (Reish y Oshida, 1987). 
Cuando se produce algún efecto se anota el efecto y la concentración del 
compuesto químico. Si el organismo de prueba muere se anota la concentración 
letal. Esta es la manera por la cual se determina en un laboratorio la toxicidad de 
un compuesto químico. Puede ocurrir que a bajas concentraciones de un 
compuesto químico muchos de los animales de prueba mueran, esto significa que 
el compuesto en cuestión es muy tóxico. Cuando sabemos cómo de tóxico es un 
compuesto, también sabemos los efectos de este compuesto cuando una cierta 
concentración se presenta en una zona. 
 
2.7.1. Tipos de bioensayos 
2.7.1.1. Ensayos de respuesta directa 
2.7.1.1.1. Bioensayos de toxicidad 
 Bioensayos agudos: Cuantifican las concentraciones letales de un xenobiótico a 
una especie en particular. El valor calculado se denomina concentración letal 
media (CL50), y representa la concentración que causa la muerte al 50 % de la 
población experimental, en un tiempo determinado (generalmente 48 o 96 horas) 
(Esclapés, 1999). 
 
 De tipo estático: Se efectúa sin la renovación continua del flujo constante de las 
diluciones sometidas al ensayo (FAO, 1981). 
 
 Sin renovación: los organismos se exponen a la misma solución de prueba el 
tiempo de duración del ensayo (Esclapés, 1999). 
http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/tanatologia/tanatologia.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/nociones-basicas/nociones-basicas.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/nociones-basicas/nociones-basicas.shtml
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29 
 
 
 Con renovación: los especimenes se someten a una preparación fresca de la 
misma concentración inicialmente empleada, periódicamente (generalmente cada 
24 horas) (Esclapés, 1999). Tal renovación puede ser necesaria cuando 
importantes sustancias tóxicas se deterioran, o son absorbidas, o se pierden por 
cualquier otra razón, con suficiente rapidez para influir considerablemente con los 
resultados del ensayo (FAO, 1981). 
 
 De flujo continuo: Circula continuamente una corriente de sustancia de prueba 
nueva en contacto con los individuos experimentales (Esclapés, 1999). Se realizan 
con la renovación continua o casi continua de las diluciones sometidas al ensayo, 
con el fin de mantener casi constantes las concentraciones de las sustancias 
tóxicas activas (FAO, 1981). 
 
 Bioensayos crónicos: Estiman la concentración efecto media (CE50), la cual es 
la concentración de la sustancia de prueba que causa un efecto al 50% de la 
población experimental, al cabo de un tiempo determinado; depende del estadío 
de vida considerado o del ciclo de vida del organismo empleado. Alternativamente, 
un ensayo definitivo puede utilizarse para estimar el tiempo requerido para 
producir un efecto al 50% de los organismos (TE50), a una concentración 
específica (Esclapés, 1999). 
 
 Bioestimulación: Se mide la facultad de las aguas residuales o de las sustancias 
químicas de estimular la multiplicación y el desarrollo de algas, efecto este de 
eutroficación que frecuentemente se traduce en una superabundancia o 
proliferación de algas (FAO, 1981). 
 
 Bioensayos de repelencia: Trata de medir en el laboratorio las reacciones de 
escapes de los animales acuáticosfrente a un contaminante. Al organismo 
http://www.monografias.com/trabajos16/proyecto-inversion/proyecto-inversion.shtml#CICLO
http://www.monografias.com/trabajos14/nociones-basicas/nociones-basicas.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/cani/cani.shtml
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30 
 
utilizado (generalmente pez o crustáceo de buen tamaño) se le ofrece la 
oportunidad de elegir entre aguas "contaminadas" y aguas "limpias" en un tubo o 
tanque pequeño; el gradiente de interfaz puede ser brusco. Los aparatos y 
procedimientos miden también, por lo general, cuando existe la atracción hacia el 
contaminante. Para las especies con motilidad el escapamiento puede ser a veces 
la respuesta subletal clave, de naturaleza más sensible y más significativa que el 
deterioro de la reproducción medido mediante ensayos de toxicidad crónicos. Sin 
embargo, es particularmente difícil predecir, a partir de estos resultados de 
laboratorio, lo que ocurriría en el medio. Las respuestas de escape pueden estar o 
no relacionadas con la toxicidad del contaminante, en algunos casos los 
organismos no pueden soportar determinadas concentraciones tóxicas o pueden 
ser atraídas por ellas (FAO, 1981). 
 
 Bioacumulación: Son necesarios para las sustancias que se acumulan en las 
plantas y animales acuáticos; las grandes concentraciones de sustancias tóxicas 
en los tejidos pueden causar la muerte, pero el organismo es capaz de acumular 
durante algún tiempo cantidades menores sin sufrir daño. En este último caso, los 
depredadores pueden acumular las sustancias en grado tal que resulte nociva 
para ellos o para los depredadores del nivel trófico siguiente (FAO, 1981). 
 
2.7.1.2 Ensayos de respuesta indirecta 
 
2.7.1.2.1. Ensayos organolépticos Algunos contaminantes pueden producir 
olores o sabores desagradables en los organismos acuáticos. El contaminante 
puede no ser nocivo para el organismo acuático, pero puede ocurrir que el 
organismo pierda valor económico. El mejor procedimiento consiste en la 
evaluación por parte de personas experimentadas en bromatología y emplear gran 
número de catadores diestros (FAO, 1981). 
http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml
http://www.monografias.com/trabajos7/filo/filo.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/reproduccion/reproduccion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/plantas/plantas.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/cani/cani.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/lacel/lacel.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml
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31 
 
2.7.1.2.2. Ensayos de bioestimulación Los efectos de los nutrientes adicionales 
pueden ser indirectos, como por ejemplo, la producción de sustancias tóxicas o la 
desoxigenación del agua debida a la proliferación de algas (FAO, 1981). 
En el cuadro N° 1 se puede observar de manera resumida, los tipos de 
bioensayos. 
 
2.8. ENSAYOS PRELIMINARES 
 
Estos ensayos se utilizan para determinar en forma preliminar, la toxicidad de una 
sustancia o de los efluentes. 
 Los tratamientos son dos y consisten de un control (se usa agua de la localidad o 
agua de laboratorio preparada para el cultivo) y efluente sin diluir (100 %). El 
número de réplicas, densidad de los organismos y procedimientos generales son 
los mismos empleados en el ensayo definitivo para la especie en cuestión. La 
determinación de oxígeno disuelto, temperatura, alcalinidad, dureza total y 
conductividad específica se realizan como en el ensayo definitivo (Rodríguez y 
Esclapés, 1995). Estos ensayos están diseñados para proveer un estimado 
preliminar de las concentraciones, cuando se desconoce la toxicidad de la muestra 
a evaluar. Se preparan de cinco a diez diluciones de exposición. En este tipo de 
ensayo, es suficiente que las concentraciones de las soluciones de exposición 
sean aproximadas, por lo que se pueden utilizar cilindros graduados para su 
preparación. Este ensayo permite definir el orden de magnitud del intervalo de las 
concentraciones entre las cuales se debe realizar el ensayo definitivo (Rodríguez y 
Esclapés, 1995). 
 
http://www.monografias.com/trabajos16/estrategia-produccion/estrategia-produccion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml
http://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren2.shtml#TRECE
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32 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUADRO No. 1 Clasificación de los Bioensayos 
 
 BIOENSAYOS DE TOXICIDAD 
 
 
 
 
 ENSAYO DE RESPUESTA DIRECTA 
 
ENSAYO DE 
RESPUESTA 
INDIRECTA 
 
 
 
 
BIOENSAYO 
AGUDO 
 
BIOENSAYO 
CRÓNICO 
 BIOESTIMULACION 
BIOENSAYO 
DE 
REPELENCIA 
 BIOACUMULACIÓN 
 
 
 
 
 
 
DE TIPO 
ESTATICO 
 
DE FLUJO 
CONTINUO 
 
 ENSAYO 
ORGANOLÉPTICO 
 ENSAYO DE 
BIOESTIMULACIÓN 
 
 
 
 
SIN RENOVACION CON RENOVACION 
 
 
FUENTE: Elaboración propia 
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PRUEBAS TOXICOLÓGICAS CON DAPHNIA magna 
33 
 
2.9 ENSAYOS DEFINITIVOS 
 
Es un experimento en el cual un grupo de organismos se exponen durante un 
período de tiempo determinado a una serie de concentraciones de un efluente o un 
compuesto de interés (Esclapés, 1999). 
El propósito de este ensayo es establecer las curvas de concentración respuesta y 
los valores de las CL50 24 y 48 horas; para determinar estos parámetros se deben 
emplear cinco o más concentraciones con rangos establecidos entre 1.5 y 2.0mg 
por litro (Alberdi, 1990). En esta prueba, diferente al tipo de ensayo preliminar, cada 
concentración debe correr por triplicado (USEPA, 1987). 
 
El intervalo de trabajo estará comprendido entre la concentración a la cual el 100% 
de los organismos mueren y la concentración que produce una mortalidad no mayor 
al 10%. La concentración más baja podrá ser aquella que no causa efecto en los 
organismos de prueba. Las sucesivas concentraciones se incrementarán sobre la 
base de un múltiplo constante hasta alcanzar aquella que resulte lo suficientemente 
alta para matar el 100% de la población expuesta (Tortorelli, 1990). 
 
2.10 ORGANISMO ÓPTIMO PARA LA REALIZACION DE BIOENSAYOS 
 
 Representativo de ambientes tropicales, de amplia distribución en el país o de 
importancia comercial (Esclapés, 1999). 
 Disponibilidad, ser fáciles de encontrar, en número suficiente y colectarse sin 
dificultad. 
 Que sean representativos para los estudios estadísticos. 
 De fácil cultivo, lo que garantiza un adecuado suministro de organismos en los 
ensayos y el establecimiento con exactitud de la edad o estado de desarrollo. La 
http://www.monografias.com/trabajos7/tain/tain.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtml
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edad es de suma importancia en los bioensayos, ya que la sensibilidad puede 
variar significativamente durante su desarrollo (Esclapés, 1999).Especies con gran susceptibilidad a exposiciones con sustancias xenobióticas. 
Garantizando proporcionar resultados que ofrecen una alta protección al resto 
de la cadena trófica (Esclapés, 1999). 
2.11 DAPHNIA magna 
Daphnia son pequeños crustáceos planctónicos, entre 1 y 3 mm de longitud. 
Taxonómicamente las Daphnias pertenecen a la familia Daphnidae y al suborden 
Cladócera, llamados comúnmente pulgas de agua debido a su estilo de natación 
(dando pequeños saltos en el agua), aunque son insectos tienen muchas diferencias 
como por ejemplo: la respiración por medio de agallas, poseen un par de antenas y 
tienen cinco pares de patas los cuales utilizan para alimentarse y para la 
locomoción. 
Figura N° 2 Anatomía de la Daphnia magna 
 
Fuente: www.asalab.it/docs/Image/Daphnia_magna.jpg 
Daphnia magna ha sido usada por muchos años en los Estados Unidos, Canadá y 
Europa como organismo de test para llevar a cabo estudios de toxicidad. La 
distribución geográfica de la especie en este continente ha sido reportada en el 
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35 
 
Norte y el Noreste de Norte América. Todos los hábitats en los que la especie ha 
sido encontrada son en cuencas alcalinas o salinas de California y el oeste del 
Canadá. Se encuentra en aguas dulces a temperaturas aproximadas de 15 a 30°C, 
siendo la temperatura óptima entre 18 y 28°C. Daphnia magna fue traída del 
“Instituto de reservas nacionales de agua” que se encuentra ubicado en (Ontario, 
Canadá). 
Casi todos los de cultivos de Daphnia magna ahora en uso, no son descendientes 
de especies recolectadas en Norteamérica. McCarthur y Baillie afirman que 
“Daphnia magna Strus var. Schaefferi, es un vestigio posterior de un stock 
importado hace años como alimento favorito de peces, del continente europeo”. El 
stock de este organismo en la EPA, puede tener un origen similar, al haber sido 
obtenido de la universidad de Michigan (Goulden op.cit.). Su papel fundamental es 
que es un organismo representativo de una cadena trófica, porque, la utilización de 
estos sirve como indicador natural de la contaminación del medio ambiente. 
2.11.1. TAXONOMIA En la siguiente tabla se resume el grupo taxonómico al 
cual pertenece la Daphnia magna: 
 
Clase: Crustacea 
Sub-clase: Branchiopoda 
Orden: Cladócera 
Sub-orden: Anomópoda 
Familia: Daphniidae 
Género: Daphnia 
Especie: Daphnia Magna 
Nombre vernacular: Cladócero de agua dulce ó pulga de 
agua 
Fuente: ESCOBAR, P.M, GARCIA, L.E. Determinación de la CL50 de los detergentes mediante pruebas 
estáticas utilizando Daphnia magna. Universidad de la Salle. 1993 
Tabla N°1: Taxonomía Daphnia magna 
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2.11.2. MORFOLOGIA 
Estos organismos se caracterizan por poseer un cuerpo comprimido lateralmente y 
ovalado; no se distinguen segmentos como en otros crustáceos. Presentan 
dimorfismo sexual marcado, la hembra es más grande que el macho, presentan un 
carapacho de quitina transparente, las antenas o apéndices con numerosas setas y 
ojo compuesto, además de, una cavidad embriónica con huevos y embriones 
situados en la parte dorsal, entre el carapacho y el dorso del cuerpo. 7 
El corazón se encuentra en la parte superior de la espalda, justo detrás de la 
cabeza, y su ritmo cardíaco promedio es de aproximadamente 180bpm en 
condiciones normales. Daphnia, al igual que muchos animales, son propensos a la 
intoxicación por alcohol, y excelentes organismos para el estudio de los efectos de 
compuestos tóxicos. 8 
Estos organismos son incoloros o transparentes pero, a veces se observa una 
coloración rosada o roja debido a la presencia de hemoglobina en el interior del 
cuerpo. La presencia de hemoglobina dependerá de la cantidad de oxigeno disuelto 
en el agua. Por esta razón, en aguas bien aireadas las Daphnia son incoloras, 
mientras que en aguas estancadas presentan un color rosado. Son organismos 
filtradores, y los bordes de los apéndices del tronco, están provistos de cerdas finas 
filtrantes (Mc Innis, 1989). Estas cerdas filtrantes retienen organismos 
(generalmente pertenecientes al nanoplanctón) y partículas muy finas (menores de 
treinta micras). 
 
__________________ 
7 
Cultivo de microcrustaceos de agua dulce. 1991 www.fao.org/docrep/field/003/AB473S/AB473S06.htm 
8.
 Disponible en:.wikipedia.org/wiki/Daphnia. 
http://www.fao.org/docrep/field/003/AB473S/AB473S06.htm
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Mediante el movimiento de apéndices del tronco el alimentado filtrado que se 
encuentra en el agua, se dirige hacia adelante a lo largo de los apéndices y es 
dirigido contra el cuerpo inmediatamente detrás de la boca. Las mandíbulas 
mastican el extremo anterior del lado de la masa alimenticia, y dirigen los 
fragmentos a la boca. 
Una de las características anatómicas más destacadas de las pulgas de agua es 
que la mayor parte de su cuerpo está rodeado por una concha o caparazón, que en 
realidad es como su esqueleto externo. Periódicamente las pulgas de agua cambian 
de caparazón para poder crecer y expandirse, antes de que la siguiente capa pueda 
endurecerse. 9 La Figura N° 3, indica cada una de las partes de la Daphnia magna. 
 
Figura 3: Partes de la Daphnia magna 
 
Fuente: RICO ORDÁS, José Manuel; MENÉNDEZ VALDERREY, Juan Luís. Asociación 
ASTURNATURA.. <http://www.asturnatura.com/articulos/artropodos/branquio.php>. 
_______________________ 
9.
 Contreras, Op. Cit, p 19 
 
http://www.asturnatura.com/articulos/artropodos/branquio.php
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2.11.3. REPRODUCCION 
La reproducción de esta especie es masiva en condiciones óptimas. Bajo buenas 
condiciones se reproduce por partenogénesis (sin necesidad de machos) y en 
condiciones deficientes (falta de alimento, superpoblación, falta de agua) se 
reproduce mediante huevos de resistencia (intervienen machos y hembras) capaces 
de aguantar mucho tiempo en malas condiciones, incluso soportan los jugos 
gástricos de los animales, eclosionando cuando las condiciones vuelvan a ser 
buenas, estos huevos tienen incluso mecanismos para adherirse a las plumas de 
las aves y así poder ser dispersados por el viento. Los huevos de resistencias se 
observan dentro de unas estructuras de color negro, el efipio, que llevan en la zona 
dorsal de su cuerpo. 
Pueden vivir por varias semanas durante el verano y hasta cien días si no son 
depredadas. El periodo de huevo se desarrolla completamente dentro de la cámara 
de cría de la madre. El periodo juvenil presenta entre cuatro y cinco estadios. El 
adolescente es breve y varía entre 1 o 2; es en este periodo donde se desarrollan la 
primera camada de huevos dentro del ovario. El adulto en cambio presenta mayor 
número de estadios. La aparición de la función reproductiva es la que marca el 
comienzo de este último periodo. (Alberdi, 1990). 
 
2.11.4. CICLO DE VIDA 
 
La vida de una Daphnia no exceda de 120 días en condiciones optimes de 
temperatura. Por ejemplo, los organismos pueden vivir hasta 108 días a 30 ° C, 
mientras que algunos organismos vivos viven sólo 29 días a 28 ° C. 
Pueden vivir por varias semanas durante el verano y hasta cien días si no son 
depredadas. 
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El periodo de huevo se desarrollacompletamente dentro de la cámara de cría de la 
madre. El periodo juvenil presenta entre cuatro y cinco estadios. El adolescente es 
breve y varía entre 1 o 2; es en este periodo donde se desarrollan la primera 
camada de huevos dentro del ovario. El adulto en cambio presenta mayor número 
de estadios. La aparición de la función reproductiva es la que marca el comienzo de 
este último periodo. (Alberdi, 1990). 
 
 
2.11.5 ALIMENTO 
Las Daphnias son crustáceos depredadores, se pueden alimentar de bacterias, 
algas, detritus, levaduras y de zooplancton de menor tamaño, que constituyen 
generalmente su única fuente de alimentación. 
 
 
2.11.6. PARAMETROS AMBIENTALES 
 
2.11.6.1. Habitat Son organismos ampliamente distribuidos en lagos, reservorios 
artificiales, charcos temporales y aguas de desecho. Son abundantes en ambientes 
con alta concentración de materia orgánica en donde proliferan bacterias, levaduras 
y microalgas. Especies de Daphnia pueden cohabitar con Moina, Copépodos y 
Brachiópodos. 
 
La daphnia o pulga de agua (Daphnia magna) vive de forma salvaje en Europa, 
África, Asia y América del Norte, se dice que es una especie cosmopolita. 10 
 
___________________ 
10
 www.botanical-online.com, 1999-2008, el mundo de la naturaleza. 
http://www.botanical-online.com/
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2.11.6.2. Temperatura Daphnia magna es especialmente resistente a cambios 
extremos de temperatura desde O°C a 22°C y se consideran 18°C-20°C como su 
temperatura óptima. 
 
2.11.6.3. Requerimiento de oxígeno Estos organismos habitan en medios donde 
la concentración de O2 es variable, ya que pueden crecer tanto en completa 
saturación de O2 hasta concentraciones muy bajas. Estas concentraciones están en 
relación a temperatura, concentración de materia orgánica, concentración de 
microalgas, etc. 
La supervivencia en medios pobres de oxígeno depende de la capacidad de 
sintetizar hemoglobina. Este fenómeno está en relación directa del oxígeno 
ambiental. Un incremento en hemoglobina está en razón directa de alta temperatura 
y excesiva densidad de población. Incluso la hemoglobina está presente también en 
los huevos y la síntesis de hemoglobina también está relacionada con la 
concentración de CO2 ambiental. 
2.11.6.4. Requerimiento de pH El pH óptimo en estas especies es difícil de 
determinar. En términos generales, el pH oscila entre 7.5 – 8.0. 
 
2.12 OTROS REQUERIMIENTOS 
 Existe en estas especies una alta sensibilidad a cambios del equilibrio iónico 
a diferentes concentraciones de cationes en el medio. 
 Las reacciones de Daphnia a la presencia de sales de fosfatos y nitratos (0.5 
mg/l) es interesante, pues estimula la reproducción y la madurez sexual. 
 Los huevos contienen carotenoides y su síntesis requiere de la presencia de 
luz. Es importante mencionar que la madurez sexual también está 
influenciada por la presencia de luz. 
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 La abundancia y distribución de estas especies depende de la variación 
estacional pues el número y tamaño de huevos de resistencia 
partenogenéticos y la madurez sexual dependen de las variaciones de T°, 
S‰, pH y luz, entre otros. Un exceso de luz solar reduce considerablemente 
una población. 
 En relación a la producción de huevos efipios (huevos de resistencia) 
dependen de la temperatura principalmente. 
 Las colectas de estos organismos de los medios naturales para su cultivo, 
deben hacerse en primavera y verano. 
 
2.13 ECOLOGIA 
Los componentes animales de las aguas dulces constituyen un entramado diverso 
de organismos representantes de casi todos los grupos taxonómicos. 
La evaluación de la dinámica de la población y de ciertas importantes características 
de conducta adaptiva que influyen en esta dinámica, resultan fundamentales para 
las formulaciones sobre la productividad de poblaciones de especies en concreto de 
la comunidad entera. Detrás de cualquier evaluación de la productividad de los 
animales, están su alimento y sus relaciones tróficas con las plantas y con los 
demás animales, además de las interacciones de competencia y depredación, que 
permiten un mayor éxito de una especie sobre las otras. 
El cladócero de agua dulce, es un animal planctónico que tiene un papel muy 
importante en el ecosistema acuático toda vez que al recoger y alimentarse de 
organismos más pequeños, sirven a su vez como alimento para animales mucho 
mayores. 
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42 
 
2.14 CRITERIOS PARA SU ESCOGENCIA 
 
 Daphnia ha sido utilizada en estudios de tolerancia por mucho tiempo. Los 
resultados obtenidos por diferentes investigadores son comprables y en 
general, los dáfnidos son menos tolerantes a sustancias tóxicas que los 
peces. 
 Daphnia magna es la más grande de los dáfnidos, alcanzando un tamaño de 
5 mm aproximadamente. 
 Los neonatos son de 0,8 y 1 mm de longitud, y pueden observarse sin ayudas 
ópticas. 
 Las hembras individuales de Daphnia magna tiene un promedio de 
longevidad de 26 días a 28°C, y pueden criarse individualmente en pequeños 
recipientes y en cultivos masivos, en acuarios grandes. 
 Cuando las condiciones del cultivo son óptimas, las hembras liberan sus 
primeros neonatos a los diez días de cultivadas a 25°C, después de esto son 
liberados nuevos neonatos cada dos o tres días. 
 Se producen 20 o más neonatos por camada, mientras se mantengan las 
condiciones adecuadas de cultivo. 
 Los neonatos son menos tolerantes a muchas sustancias que los animales 
más viejos.11 
 
 
________________ 
11
, Escobar Malaver Pedro, García Luis, Determinación de la toxicidad aguda de los detergentes mediante sistemas estáticos 
utilizando Daphnia Magna, 1993. 
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PRUEBAS TOXICOLÓGICAS CON DAPHNIA magna 
43 
 
2.15 METODOS DE ANALISIS PARA RESULTADOS DE TOXICIDAD 
El método a usar para determinar los valores de CL50 en pruebas de toxicidad aguda 
depende de la forma de la distribución de tolerancias12, es decir el porcentaje de 
organismos de una población dada que se verá afectada a una cierta dosis. 
Generalmente los métodos más usados son los siguientes: 
 Método Probit (paramétrico). 
 Método de Litchfield-Wilcoxon (gráfico). 
 Método de Sperman-Karber (no paramétrico). 
 Método gráfico1 
2.15.1. Metoto Probit El Probit se basa en la cuantificación probabilística de la 
vulnerabilidad, en este caso un medio acuático (ríos, lagunas etc.,) ante efectos 
físicos de una magnitud determinada que se suponen conocidos. Dicho método 
consiste en la aplicación de correlaciones estadísticas para estimar las 
consecuencias desfavorables sobre la población u otros elementos vulnerables a los 
fenómenos físicos peligrosos. 
El método de análisis Probit permite estimar la CL50 ajustando los datos de 
mortalidad mediante una técnica de probabilidad para estimar los valores 
que siguen una distribución logarítmica de tolerancias. El porcentaje de 
organismos afectados o muertos por la acción tóxica de una sustancia se 
transforma a unidades Probit. 
Una de las restricciones del método es que para el cálculo de la CL50 
deben obtenerse valores intermedios entre 0 y 100% de mortalidad. 
 
12 
Tolerancia se refiere al porcentaje de organismos de una población dada que se verá afectada a una cierta dosis. Así, 
la distribución de tolerancias es una cierta distribuciónde frecuencias o de probabilidades de tolerancias a las distintas 
dosis del tóxico. 
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44 
 
Para el ejercicio de la obtención de CL50 en este trabajo, se usara este método el 
cual evaluara la relación concentración-respuesta del herbicida Roundup sobre la 
Daphnia magna. 
2.15.1.1. Analisis Probit Al realizar las pruebas de toxicidad aguda, se obtienen 
las siguientes variables para el cálculo de la CL50: 
• Concentración de la sustancia o dosis (d). 
• Número de individuos (n). 
• Número de organismos muertos o afectados (r). 
• Porcentaje de efecto (p). 
 
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 = log10(d), lo cual mostrará una relación dosis-respuesta de forma S 
o sigmoidea normal, para, obtener la distribución de p vs. X que será de tipo normal. 
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: 
 
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45 
 
bxay 
Donde: 
y (expresado en unidades Probit) = z + 5 
z= Variable normal estándar = zO tal que la Prob (z ≤ zO) = p 
a y b son los estimadores de los parámetros de la recta de regresión 
Así, cuando p= 50% entonces y = 5, por lo tanto: 
X5= log10 CL50, entonces CL50 = 10
5 
 
Para facilitar los cálculos, simplemente se puede usar un software como el 
suministrado por la EPA, El procedimiento Probit permite encontrar estimadores m-
verosímiles de parámetros de regresión y de tasas naturales (por ejemplo, tasas de 
mortalidad) de respuesta para ensayos biológicos, analizando porcentajes de efecto 
vs. dosis dentro del marco de la regresión. 13 
 
2.15.1.2 Aceptabilidad de los resultados 
• La mortalidad en el control negativo no debe exceder el 10%. 
• La concentración final de oxígeno disuelto debe ser mayor de 2 mg/L. 
• La CL50 para el tóxico de referencia deberá estar dentro de los límites de confianza 
preestablecidos en la carta control. 
_____________________________________ 
13 
DÍAZ BÁEZ, María Consuelo, PICA GRANADOS, Yolanda RONCO, Alicia. Ensayos toxicológicos y métodos de 
evaluación de calidad de aguas. [citado 5 de Agosto de 2007]. Disponible en Internet: http://www.idrc.ca/openebooks/147-
7/#page_65gs\\bioensayos\Capítulo 5_ Métodos Estadísticos para el Análisis de Resultados de Toxicidad Internacional 
http://www.idrc.ca/openebooks/147-7/#page_65
http://www.idrc.ca/openebooks/147-7/#page_65
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En caso de emplear un control positivo de concentración cercana a la CL50, los 
valores de mortalidad obtenidos deberán encontrarse cercanos al 50%. Se puede 
considerar aceptable el encontrar mortalidades entre el 33 y 57%. 14 
2.15.2. AAnnáálliissiiss ddee vvaarriiaannzzaa ((AANNOOVVAA)) La abreviatura ANOVA proviene del inglés 
Analysis Of Variance. La teoría y metodología del análisis de la varianza fueron 
desarrolladas e introducidas por R.A. Fisher durante los primeros años de la 
segunda década del siglo XX. 
El número de análisis de la varianza que utiliza ANOVA proviene del hecho de que a 
pesar de que comparamos medias, el estadístico de contraste que utiliza ANOVA se 
basa en el cociente de dos estimadores de la varianza. 
El objetivo del análisis de varianza es comparar si los valores de un conjunto de 
datos numéricos son significativamente distintos a los valores de otro o más 
conjuntos de datos. 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. 
 
La técnica de contraste de hipótesis sirve para comprobar si una determinada 
hipótesis sobre un hecho vinculado a un experimento aleatorio se puede aceptar o 
se tiene que rechazar. Para esto se establece una hipótesis nula y una hipótesis 
alternativa. 15 
 
 
_________________________ 
14 
APHA, 1998, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed., American Public 
Health Association, Ap. 8010G., Washington D.C., pp. 8-20, 8-23. 
15 
El análisis de la varianza (ANOVA). Josep Gibergans Bàguedisponible en www.uoc.edu 
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47 
 
HIPOTESIS NULA: 
Todas las medidas poblacionales de las que provienen las muestras son iguales. 
Ho: µ1 = µ2 = µ3 
Las diferentes concentraciones producen el mismo efecto en todos los organismos. 
 
HIPOTESIS ALTERNATIVA: 
No todas las medidas son iguales 
H1: las medidas no son iguales 
Las diferentes concentraciones producen un diferente efecto en todos los 
organismos. 
En la prueba ANOVA, se reúne evidencia muestral de cada población bajo estudio y 
se usan estos datos para calcular un estadístico muestral. Después se consulta la 
distribución muestral apropiada para determinar si el estadístico muestral contradice 
la suposición de que la hipótesis nula es cierta. Si es así, se rechaza; de lo contrario 
no se rechaza. 
Hemos de recordar que en la prueba de varianza con dos poblaciones se calcula el 
coeficiente de las varianzas muestrales y se verifica con arreglo a la distribución F. 
Este procedimiento también se usa en ANOVA para probar la hipótesis nula. 
Se supone que todas las poblaciones bajo estudio tienen la misma varianza, sin 
importar si sus medias son iguales. Es decir, ya sea que las poblaciones tengan 
medias iguales o distintas, la variabilidad de los elementos alrededor de su 
respectiva media es la misma. Si esta suposición es válida, entonces se puede 
probar la hipótesis nula de las medias poblacionales iguales usando la distribución 
F. 
 
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48 
 
El análisis de varianza parte de algunos supuestos que han de cumplirse: 
 La variable dependiente debe medirse al menos a nivel de intervalo. 
 Independencia de las observaciones. 
 La distribución de la variable dependiente debe ser normal. 
 Homogeneidad de las varianzas 
Los modelos de efectos aleatorios asumen que en un factor se ha considerado tan 
sólo una muestra de los posibles valores que éste puede tomar, estos modelos se 
usan para describir situaciones en que ocurren diferencias incomparables en el 
material o grupo experimental. El ejemplo más simple es el de estimar la media 
desconocida de una población compuesta de individuos diferentes y en el que esas 
diferencias se mezclan con los errores del instrumento de medición. 
La técnica fundamental consiste en la separación de la suma de cuadrados (SS, 
'sum of squares') en componentes relativos a los factores contemplados en el 
modelo. El número de grados de libertad (gl) puede