TFG_Ignacio_Aldonza_Barrena

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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Y ENERGÍA 
 
 
Titulación: Graduado en Ingeniería de los Recursos Energéticos, Combustibles y 
Explosivos 
 
 
 
PROYECTO FIN DE GRADO 
 
 
 
 
 
 
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y COMBUTIBLES 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LA 
EVOLUCIÓN TEMPORAL DE UN 
PROCESO DE BIORREMEDIACIÓN DE 
SUELOS CONTAMINADOS CON 
DIESEL 
 
 
 
 
IGNACIO ALDONZA BARRENA SEPTIEMBRE DE 2018 
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Y ENERGÍA 
 
 
Titulación: Graduado en Ingeniería de los Recursos Energéticos, Combustibles y 
Explosivos 
 
 
ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LA EVOLUCIÓN TEMPORAL DE 
UN PROCESO DE BIORREMEDACIÓN DE SUELOS 
CONTAMINADOS CON DIESEL 
Realizado por 
Ignacio Aldonza Barrena 
Dirigido por 
Marcelo Fabián Ortega Romero 
Departamento de Energía y Combustibles 
Índice 
I. ABSTRACT .............................................................................................................. 1 
II. RESUMEN ................................................................................................................ 1 
1. Objetivos y Alcance .................................................................................................. 2 
2. Biorremediación de hidrocarburos en suelos ............................................................ 4 
2.1 Introducción y antecedentes ............................................................................... 4 
2.2 Cantidad y estado del hidrocarburo ................................................................... 5 
2.3 Tipos de Hidrocarburos ...................................................................................... 9 
2.3.1 Hidrocarburos alifáticos o saturados ................................................................ 9 
2.3.2 Hidrocarburos aromáticos ................................................................................ 9 
2.3.3. Resinas .......................................................................................................... 10 
2.3.4 Asfaltenos ....................................................................................................... 10 
2.3.5 Productos derivados del petróleo ................................................................... 10 
2.4 Biorremediación ............................................................................................... 11 
2.5 Factores abióticos: PH, Humedad, Temperatura y Oxígeno ............................ 14 
2.6 Factores bióticos: Poblaciones Microbianas, Nutrientes, Surfactantes y Tipo de 
Suelo 16 
2.7 Modelo lineal ................................................................................................... 20 
2.8 Contraste de Hipótesis ..................................................................................... 21 
2.9 Legislación ambiental en suelos contaminados ............................................... 23 
3. Materiales y Métodos .............................................................................................. 26 
3.1 Tipos de Suelo ................................................................................................. 26 
3.2 Caracterización del Diésel ............................................................................... 27 
3.3 Caracterización de Nutrientes y Surfactantes .................................................. 28 
3.3.1 Fertilizante Oleofílico .................................................................................... 28 
3.3.2 Fertilizante de liberación lenta ....................................................................... 30 
3.3.3 Surfactante ...................................................................................................... 30 
3.4 Diseño del Experimento y del Muestreo .......................................................... 31 
3.5 Preparación del suelo ....................................................................................... 32 
3.6 Preparación y Análisis de las Muestras ........................................................... 33 
3.7 Cuantificación de TPHs ................................................................................... 34 
3.8 Modelo lineal ................................................................................................... 34 
3.9 Datos utilizados en los modelos ....................................................................... 34 
4. Resultados y Análisis .............................................................................................. 37 
4.1 Nivel de Concentración 1 ................................................................................. 39 
4.1.1 Suelo 1 ............................................................................................................ 39 
4.1.2 Suelo 2 ............................................................................................................ 41 
4.2 Nivel de Concentración 2 ................................................................................. 43 
4.2.1 Suelo 1 ............................................................................................................ 43 
4.2.2 Suelo 2 ............................................................................................................ 45 
5. Conclusiones ........................................................................................................... 48 
6. Bibliografía ............................................................................................................. 51 
7. Estudio Económico ................................................................................................. 54 
ANEXO A: Tabla de Datos ............................................................................................ 56 
1 
 
ABSTRACT 
 
 
The purpose of this research is to find a mathematical model, by using statistical tools, to 
predict the time evolution of the total petroleum hydrocarbons (TPH) concentrations in 
the bioremediation process of diesel-contaminated soils. The relevance of this 
mathematical model is that it enables making precise comparisons to determine the 
efficiency of different treatments and the influence of both soil and concentration levels. 
In the process of attaining this model, a series of experiments were performed; taking into 
account two types of soil, two concentration levels of hydrocarbons and six possible 
treatments. During a year, 1824 laboratory tests were spread all over eight field campaigns 
in plots of 4x4 m. 
The results of these experiments show that the bioremediation process of contaminated 
soils can be adjusted to an exponential model, a first order kinetic equation, and the 
accurate comparisons have demonstrated satisfactory results on the efficiency of some 
treatments. 
 
 
 
 
RESUMEN 
 
 
El propósito de este estudio es utilizar herramientas estadísticas para hallar el modelo 
matemático que prediga la evolución temporal de la concentración del total de 
hidrocarburos del petróleo (TPH) en un proceso de biorremediación de suelos 
contaminados con hidrocarburos. 
Para alcanzar este objetivo se desarrolló un diseño de experimentos, que incluyó dos tipos 
de suelo, dos niveles de concentración de hidrocarburos y seis tratamientos. Se realizaron 
1824 tests de laboratorio divididos en 8 campañas durante un año en parcelas de 4 x 4 m. 
Los resultados obtenidos muestran que el proceso de biorremediación pude ajustarse a un 
modelo exponencial, una ecuación cinética de primer orden, y las comparaciones han 
demostrado resultados satisfactorios en la eficiencia de algunos tratamientos. 
2 
 
1. Objetivos y Alcance 
 
Analizar mediante un modelo estadístico la eficiencia de diferentes tratamientos en 
función del suelo y las concentraciones. Los objetivos más específicos serán: 
 Encontrar un modelo estadístico que prediga la evolución temporal del total de 
hidrocarburos del petróleo presentesen los diferentes tipos de suelo. 
 Comparar los modelos aplicados a los diferentes tipos de suelo y los diferentes 
tratamientos aplicados al suelo. 
 En base a los estudios previos realizados identificar a través del modelo estadístico 
el tratamiento y la concentración más eficientes. 
Para la consecución de estos objetivos se han llevado a cabo una serie de ensayos, a lo 
largo de un año de experiencia, en campo (en parcelas de tierra situadas en la refinería de 
Puertollano), al mismo tiempo que se replicaban dichos ensayos en laboratorio a través 
de microcosmos. Previamente a estas fases de experimentación, en campo y laboratorio, 
se han llevado a cabo una caracterización físico-química de los suelos y productos 
contaminantes a utilizar en las parcelas, caracterización biológica de los suelos y una 
caracterización de los nutrientes y surfactantes que se van a utilizar en el proceso de 
biorremediación. 
Con este estudio se decide utilizar los siguientes factores a ser tomados en cuenta en el 
diseño de experimentos: 
 Tipo de suelo: suelo I y suelo II. 
 Concentración de gasóleo: 10.000 y 20.000 ppm. 
 Fertilizante de liberación lenta: Sí y No 
 Fertilizante oleofílico: Sí y No 
 Surfactante: Sí y No 
 
Con estos factores y manteniendo la humedad constante durante el proceso se realiza 
el diseño de experimentos equilibrado que consta en un total de 24 ensayos realizados 
por duplicado con lo que en total se montaron 48 parcelas de 4 m x 4 m en la refinería 
de Repsol en Puertollano y 24 microcosmos montados en los laboratorios de la 
Universidad de Granada. 
3 
 
Con los experimentos definidos se intenta ajustar un modelo matemático que prediga 
la evolución temporal de las concentraciones de hidrocarburo en función de los 
factores antes descritos con el principal objetivo de encontrar la mejor combinación de 
factores que hacen que las tasas de biodegradación de hidrocarburos sea la más 
efectiva y llegar a resultados concluyentes de los efectos predominantes en un proceso 
de biorremediación. 
4 
 
2. Biorremediación de hidrocarburos en suelos 
 
2.1 Introducción y antecedentes 
 
La industria de la refinería del petróleo es una de las industrias con mayor producción en 
el mundo. Europa occidental, Estados Unidos y América Latina poseen las capacidades 
más grandes de refino y enormes inversiones son hechas cada año en equipamientos, su 
modernización y mantenimiento, incluyendo la prevención y tratamiento de los 
accidentes contaminantes (Rajasekar, Maruthamuthu, Ting, Balasubramanian, & 
Rahman, 2012). Se puede atribuir a la contaminación por hidrocarburos del petróleo la 
designación de mayor contaminación ambiental a nivel global. La contaminación de 
terreno y aguas subterráneas por liberación de hidrocarburos se produce principalmente 
en los oleoductos y en los tanques de almacenamiento aunque también puede darse en 
balsas de acumulación de desechos, combustiones incompletas y averías en barcos (Kao 
et al., 2010). Uno de los principales problemas que causan estos accidentes se debe a que 
la mayor parte de países con grandes producciones de petróleo no son los mayores 
consumidores, por lo que se realizan movimientos masivos de petróleo desde las áreas 
productoras hasta las consumidoras (Thapa & Ghimire, 2012). 
La biodegradación de suelos contaminados con hidrocarburos procedentes del petróleo 
es un proceso complejo que depende de la naturaleza y la cantidad de hidrocarburos 
presentes en el suelo. Los hidrocarburos del petróleo pueden dividirse en cuatro clases: 
asfaltenos, saturados, aromáticos y resinas. Éstos se adhieren a los componentes del suelo 
haciéndose difícil su degradación o eliminación. El uso de microorganismos para 
degradar y eliminar estos residuos es la forma más natural y efectiva existente en la 
actualidad. Estudios realizados en los fondos marinos, así como en países con suelos 
contaminados, permitieron reconocer la efectividad de las bacterias en la degradación. 
(Das & Chandran, 2011). La biorremediación es el uso productivo de los procesos, 
acelerando la efectividad de la biodegradación, para eliminar o desintoxicar 
contaminantes que han encontrado su forma de avanzar a través del suelo amenazando el 
ecosistema (Thapa & Ghimire, 2012). 
Numerosos microorganismos, incluyendo hongos, bacterias y levaduras, son conocidos 
por su capacidad para degradar hidrocarburos. 
5 
 
Contaminantes presentes en la fase líquida no acuosa o absorbidos en la matriz del suelo 
no suelen estar disponibles para la degradación microbiana, por lo que la tasa de 
degradación es a menudo limitada por problemas de transferencia de masa (Torres, 2010). 
Todos los ecosistemas contienen algún tipo de microorganismo degradador de 
hidrocarburos, sólo que varía su cantidad y diversidad. Los microorganismos 
degradadores más importantes tanto en el agua como en el suelo son: Pseudomonas sp, 
Achromobacter, Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Flavobacterium y 
Norcadia (Torres, 2010). 
Algunas de estas especies son capaces de degradar hidrocarburos alifáticos y otras de 
degradar hidrocarburos aromáticos, pero pocas son capaces de degradar ambas clases de 
moléculas. Sin embargo, la completa degradación de hidrocarburos con estructura 
compleja (PAHs) puede requerir una comunidad de microorganismos que 
secuencialmente intercambien y transformen las moléculas que se han ido 
desmembrando. La tasa de degradación microbiana de los hidrocarburos está influida por 
diversos parámetros físico-químicos y biológicos incluidos la cantidad de 
microorganismos, el número de especies, la presencia de nutrientes, el oxígeno, el pH, la 
temperatura, etc. Por ejemplo, la biodegradación aeróbica es considerablemente más 
rápida que la anaeróbica (Voicu, Nescu, & Roaie, 2009). 
2.2 Cantidad y estado del hidrocarburo 
 
En general, los hidrocarburos del petróleo son compuestos intermedios entre altamente 
biodegradables y difícilmente biodegradables. Su orden decreciente en función de la 
susceptibilidad a ser degradados es: n-alcanos > alcanos ramificados > aromáticos > 
alcanos cíclicos (Pardo & Perdomo, 2004). 
Los componentes más resistentes a la degradación sólo son degradados después de los 
que son más susceptibles. En el caso de los n-alcanos, la degradación aeróbica está 
inversamente relacionada con la longitud de la cadena. Los n-alcanos comprendidos del 
C12 al C22 presentan una susceptibilidad mayor a ser degradados alcanzando las mayores 
tasas de degradación en µg/h (Mohanty & Ã, 2008). 
Los estudios más recientes ponen su atención en la biodegradación de mezclas de 
hidrocarburos ya que los compuestos son raramente encontrados individualmente y la 
presencia de unos y otros afecta a la globalidad (Lee & Cho, 2009). 
6 
 
Los alcanos lineales cuando son asimilados por las bacterias son metabolizados por la 
ruta de la β-oxidación produciendo alcohol como intermediario. Entre más carbonos tenga 
la cadena lineal el compuesto es más hidrofóbico, volviéndolo no biodisponible para las 
bacterias, dando como resultado que los alcanos de cadenas largas (>C40) se degraden en 
un mayor lapso de tiempo. En relación al tolueno cabe destacar que es el de mayor 
consumo bajo condiciones aerobias, sin embargo, dependiendo de las bacterias presentes 
en las zonas contaminadas, estas moléculas pueden seguir diferentes rutas metabólicas. 
En la degradación de los poliaromáticos se observa que la tasa de consumo disminuye 
conforme aumentan los anillos aromáticos. Esto se debe principalmente a que se 
incrementa la hidrofobicidad y por ende no están disponibles a los microrganismos 
(Aguirre-macedo, 2014). 
Las resinas y asfaltenos se consideran compuestos resistentes a la biodegradación. Esto 
se debe a que su estructura es muy compleja y deben intervenir diferentes tipos de enzimas 
que sean capaces de oxidar tanto alcanos lineales como cíclicos, hidrocarburosaromáticos, poliaromáticos y heteropoliaromáticos (Ambientales, 2008). Diversos 
microorganismos oxidan los hidrocarburos, pero no los pueden ocupar como fuente de 
carbono. 
La bacteria Pseudomona methanica, por ejemplo, no puede crecer utilizando el etano 
debido a su incapacidad para asimilar los productos de oxidación en sus vías metabólicas 
centrales. Este fenómeno se definió como co-oxidación (In, Biodegradation, & 
Hydrocarbons, 2008). La co-oxidación es un proceso en el que los hidrocarburos, 
supuestamente invariantes, son oxidados cuando se presentan como co-sustrato en un 
medio en el que una diversidad de hidrocarburos se acondiciona. 
La tasa de biodegradación de hidrocarburos en ambientes naturales como el suelo, 
generalmente, es más reducida comparada con la observada en un laboratorio 
experimental sugiriendo que la actividad microbiana se ve afectada por diferentes 
parámetros del suelo incluyendo la naturaleza y cantidad de nutrientes inorgánicos, que 
pueden ser insuficientes, para la óptima proliferación o actividad microbiana; la 
accesibilidad y biodisponibilidad de los contaminantes y características del suelo tales 
como la estructura y la textura. Para asegurarnos de degradar parcial o totalmente los 
hidrocarburos presentes en el suelo es necesario un contacto eficiente entre los 
microorganismos activos y dichos contaminantes. 
7 
 
No obstante, la mayoría de estos contaminantes orgánico interactúan con los componentes 
del suelo, principalmente con la arcilla. Estas interacciones pueden aumentar o disminuir 
la tasa de biodegradación. 
Como, por ejemplo, los resultados del estudio realizado por Amellal indicaron que bajo 
condiciones realistas del suelo con comunidades bacterianas intactas y autóctonas, la 
biodegradación de una mezcla de hidrocarburos aromáticos en el suelo está controlada 
por la naturaleza de los mismos así como por algunos parámetros del suelo tales como la 
naturaleza de la fracción de partículas y agregados en los cuales han sido asociados los 
hidrocarburos aromáticos (Amellal, et al., 2001) (Martienssen, et al., 2007). 
La composición del crudo varía dependiendo del yacimiento del cual se extrae. La 
composición del crudo suele encontrarse entre estos valores: 84-87% Carbono, 11-14% 
Hidrógeno, 0-6% Azufre, 0-1% Nitrógeno, 0-2% Oxígeno y cantidades inferiores a 1200 
ppm de metales tales como el vanadio, níquel o cobalto. Se considera que los 
hidrocarburos son los compuestos dominantes del crudo representando entre el 50 y el 98 
% en peso del contenido total. Estos son mezclas complejas de diferentes moléculas, que 
pueden agruparse en distintas fracciones de hidrocarburos. El petróleo también posee 
compuestos orgánicos con sulfuro, nitrógeno y oxıgeno, y constituyentes metálicos en 
poca proporción. Debido a la complejidad de la composición del petróleo, la 
biodegradación por parte de las bacterias dependerá de las proporciones que tenga de cada 
una de sus fracciones Dependiendo de las estructuras químicas que los conforman los 
hidrocarburos pueden clasificarse en: alcanos, cicloalcanos, aromáticos y poliaromáticos. 
Los componentes más presentes en el crudo son los alcanos y cicloalcanos, hidrocarburos 
saturados los cuales no tienen enlaces dobles. 
Los hidrocarburos aromáticos, incluyendo los PAH son hidrocarburos derivados del 
anillo de benceno (Cid Molina, 2014; Medina, Garcıa, & Paricaguan, 2014). Una vez se 
produce el derramado del contaminante en el suelo los compuestos alifáticos se pierden 
por volatilización, mientras que los policíclicos se mantienen (Torres, 2010). 
Los hidrocarburos del petróleo que se mantienen pueden contener benceno, tolueno, 
etilbenceno e isómeros de xileno, también denominados BTEX (Kao et al., 2010; Malik 
& Ahmed, 2012) y los poliaromáticos, denominados PAH, como el diaromático naftaleno 
y los triaromáticos fenantreno, antraceno y fluoreno (Torres, 2010). 
8 
 
En el gasóleo las proporciones predominantes son: 30% en parafinas (n-alcanos e 
isoprenoides), 45% de cicloalcanos y un 25% de aromáticos. En concreto a nivel de 
compuestos aromáticos encontramos alquilbencenos, y más abundantemente, el naftaleno 
y sus alquilados. 
También se ha encontrado, en cantidades menores, el fenantreno y el fluoreno y sus 
productos metilados. No contienen pireno ni fluoranteno (compuestos de 4 anillos 
aromáticos), cuyos puntos de ebullición son más elevados que el intervalo utilizado en la 
destilación de fracciones intermedias. 
Generalmente, el transporte y la dispersión del petróleo derramado en la superficie del 
mar son gobernados por los procesos físicos, químicos, y biológicos que dependen de las 
condiciones hidrodinámicas, meteorológicas y de las características ambientales del 
hidrocarburo. Estos procesos, que influencian la dinámica del transporte del crudo 
derramado, incluyen la advección, la difusión turbulenta, la dispersión superficial, la 
evaporación, la disolución y la emulsificación. Cuando el petróleo se derrama en la 
superficie del mar, se dispersa y forma una película fina llamada mancha de petróleo. 
Un derrame de hidrocarburo, de forma generalizada, lleva consigo una serie de cambios 
progresivos de sus propiedades físico-químicas. Estos cambios se atribuyen al proceso de 
intemperización o meteorización el cual se inicia una vez ocurre el derrame y continúa 
indefinidamente e incluye: evaporación, disolución, dispersión, oxidación, emulsión, 
sedimentación y biodegradación. La mayor parte de los hidrocarburos se acumulan 
directamente en el agua y bajo la zona de fuga, extendiendo una pequeña cuña hacia la 
zona de menor velocidad de flujo. Éstos se van diluyendo hasta alcanzar la saturación 
irreductible, valor por el cual el hidrocarburo deja de fluir, así mismo el hidrocarburo 
sufre un rápido desplazamiento en la componente horizontal que se ve frenado a medida 
que se extiende la mancha (Alonso, 2012). 
9 
 
2.3 Tipos de Hidrocarburos 
 
2.3.1 Hidrocarburos alifáticos o saturados 
 
Los hidrocarburos alifáticos (también conocidos como saturados o parafínicos) se dividen 
en alcanos acíclicos (normales o ramificados) y cicloalcanos (o naftenos). Normalmente 
predominan los alcanos (cadenas lineales), extendiéndose hasta 40 átomos de carbono o 
más, pero normalmente se alcanza un máximo que varía desde valores próximos a 25 
hasta valores próximos a 15 a medida que crece la madurez del petróleo. Entre los alcanos 
ramificados se suele encontrar a los iso-alcanos y posiblemente cantidades menores de 
anteiso-alcanos; ambos grupos exhiben un número de átomos de carbono similares a los 
de los n-alcanos. Los alcanos acíclicos isoprenoides pueden ser constituyentes 
importantes, en especial el pristano y el fitano que provienen de la clorofila contenida en 
la materia orgánica inicial. Desafortunadamente, el término iso-alcano se utiliza a veces 
para describir todos los alcanos ramificados y no solamente los 2-metilalcanos. Los 
alcanos acíclicos de menos de cinco átomos de carbono son gases en condiciones 
ambientales, mientras que los que contienen de cinco hasta quince átomos de carbono son 
líquidos. Los n-alcanos con más de 15 átomos de carbono suelen ser desde líquidos 
viscosos hasta ceras sólidas. Es conveniente indicar que muchos de los compuestos más 
pesados de los crudos de petróleo se mantienen disueltos en los más ligeros (García 
Martínez, 2005). 
2.3.2 Hidrocarburos aromáticos 
 
Los PAH son sustancias formadas por dos o más anillos aromáticos unidos, encontrados 
comúnmente en las fracciones pesadas de los destilados de petróleo, aunque también 
pueden formarse por la combustión incompleta de materia orgánica. Los PAH se 
encuentran habitualmente en estado sólido y su estructura de anillos aromáticos 
conjugados, les confiere una resistencia a agentes químicos. La solubilidad en agua de los 
PAH decrece al aumentar su peso molecular y, por lo tanto, su carácterlipofílico aumenta; 
los PAH de mayor peso molecular, al ser los más lipofílicos, tienen mayor significación 
medioambiental, pues esta característica los hace ser potencialmente bioacumulables 
(Mireles-Morales, Frías, & Cortés, 2013). 
Se incluyen compuestos aromáticos heterocíclicos que contienen azufre, como los 
tiofenos, o nitrógeno, como los carbazoles. 
10 
 
2.3.3. Resinas 
 
Las resinas han sido utilizadas para modificar la estabilidad de los asfaltenos del mismo 
y otros crudos, tomando como parámetro de calidad el punto de floculación de los 
asfaltenos. Se ha encontrado que las propiedades estabilizantes de las resinas dependen 
del tipo de crudo con el que sean mezcladas y que su efectividad se hace mayor cuando 
se mezcla con el crudo del cual provienen. Goual y Firoozabadi (2002), separaron las 
resinas de cuatro crudos, midieron su momento dipolar y evaluaron el efecto al 
adicionarlas nuevamente al mismo crudo; encontrando un efecto positivo en la estabilidad 
de los asfaltenos, donde las resinas con un alto momento dipolar, son más efectivas en la 
reducción de la cantidad de asfaltenos precipitados con nC5 (Crudo & Su, 2004). 
2.3.4 Asfaltenos 
 
Los asfaltenos son un continuo de compuestos aromáticos de elevado peso molecular 
presentes en la fracción más pesada del petróleo, denominada bitumen, así como en las 
lutitas y arenas bituminosas. Los asfaltenos pueden definirse como la fracción del crudo 
que es soluble en tolueno y se precipita en n-alcanos como pentano y heptano. La 
apariencia de los asfaltenos depende del alcano usado para precipitarlo. Los asfaltenos 
funcionan como agentes emulsificantes en el crudo, es decir, estabilizan pequeñas gotas 
de aguas en su interior (Cid Molina, 2014). 
2.3.5 Productos derivados del petróleo 
 
El proceso de refinado del crudo consiste en la destilación a temperaturas crecientes para 
la obtención de 4 fracciones principales: gasolina, queroseno, destilados medios y 
residuo. La gasolina se obtiene por destilación del crudo en un intervalo de temperatura 
entre 20-180ºC, teniendo una composición de n-alcanos más ligera (C6-C11) que los 
fueles y gasóleos(C10-C25). 
El gasóleo, que es la fracción del crudo más importante en este trabajo, se obtiene por 
destilación en un intervalo de temperaturas entre 185-345ºC (Viñas & Solanas, 2005). 
11 
 
2.4 Biorremediación 
 
El éxito de la biorremediación por bioestimulación depende de la existencia, en el lugar 
contaminado, de microorganismos con la capacidad metabólica apropiada para 
transformar los compuestos y degradarlos. Por este motivo es importante caracterizar el 
suelo sobre el cual se trabaja (Medina, Jhonny, et al., 2014). En lugares con 
contaminación previa, los microorganismos autóctonos se habrán distinguido en la 
degradación de estos contaminantes, obteniendo una tasa más alta de degradación que 
otras bacterias. La biorreparación por bioaumento suele ser eficaz cuando se realiza en 
condiciones controladas de laboratorio, pero en condiciones reales de campo su tasa es 
menor. La aceleración de degradación de hidrocarburos por adición de nutrientes y 
modificación del ambiente promueve un crecimiento espontáneo de los microorganismos 
apropiados para la misma. Antes de iniciar la biorremediación in situ propiamente dicha, 
es importante establecer el potencial de los microorganismos endógenos para metabolizar 
el material contaminante y valorar los factores limitantes a ser controlados durante el 
tratamiento. Si bien un aspecto crítico es la presencia de bacterias con la capacidad 
degradadora; la biodisponibilidad es un factor de mucha más importancia en los procesos 
de biodegradación. Los microorganismos degradadores de hidrocarburos producen una 
variedad de surfactantes activos que contribuyen a mejorar la biodisponibilidad, pero en 
ocasiones es necesario adicionar surfactantes cuando los contaminantes son altamente 
hidrofóbicos y/o seguramente adsorbidos por las partículas o materia orgánica del suelo 
(Arrieta Ramirez, 2011). 
La tasa de biodegradación y la cantidad eliminada de hidrocarburo depende más del tipo 
de hidrocarburo que de la cantidad de hidrocarburo presente en un emplazamiento 
contaminado, ya que, es más importante la limitación de nutrientes y oxígeno que en sí la 
cantidad. 
En determinados ambientes, como el marino, el suministro de carbono aumenta siendo el 
factor limitante la cantidad de fósforo y nitrógeno utilizada por los microorganismos 
(Chandran, 2010). Aunque puede suceder que si la cantidad de hidrocarburos es excesiva 
se produzcan efectos tóxicos sobre las bacterias degradadoras, debido a la gran cantidad 
de factores influyentes en la biodegradación, no se dan concentraciones a partir de las 
cuales las bacterias queden totalmente inhibidas. 
12 
 
En ensayos realizados en laboratorio variando los niveles de concentración se llegó a la 
conclusión de que la tasa de biodegradación es inversamente proporcional a la 
concentración de hidrocarburos (Rahman, 2002). 
En los estudios de Rahman se muestra que al hacer ensayos con el mismo crudo variando 
la concentración de hidrocarburos las tasas de biodegradación se reducen en tanto en 
cuanto es mayor el peso molecular y más compleja la estructura molecular. 
Las tasas de biodegradación en función de la concentración en cadenas lineales cortas 
como los alcanos no tienen un margen de variación amplio a diferencia de aquellos que 
son ramificados o de cadena lineal más larga. Dependiendo del tipo de microorganismo, 
son más propensos a la degradación de unos tipos u otros de hidrocarburos, siendo 
importante la colaboración de la comunidad. En algunos casos, debido a que las cadenas 
más cortas o lineales son las primeras en ser biodegradadas puede llegar un momento en 
el que los microorganismos ya no tengan la capacidad para seguir biodegradando ningún 
tipo de compuesto produciéndose una paralización de la biodegradación (Lee & Choo, 
2009) (Rajasekar et al., 2012; Riojas González, Torres Bustillos, Mondaca Fernández, de 
Jesús Balderas Cortes, & Gortáres Moroyoqui, 2010). 
En relación al tipo de hidrocarburo, la diversidad presente en la composición de los 
diferentes crudos del petróleo y sus productos influyen en la biodegradación de éstos 
(Tyagi, 2011). 
Un ejemplo de esta variación en función de la heterogeneidad de los hidrocarburos son 
los estudios de Zhendi Wang donde muestra los diferentes grados de biodegradación. 
Estos grados comprenden desde: 3 a 41% en los TPH, 0 a 47% en saturados, 16 a 90% en 
n-alcanos. 
Dentro de los n-alcanos, los alcanos lineales de cadena corta fueron los más susceptibles 
a la biodegradación debido a los factores explicados anteriormente. Los ratios de 
biodegradación en orden decreciente correspondieron a los hidrocarburos saturados, los 
aromáticos ligeros, aromáticos con alto peso molecular y compuestos polares. Estos datos 
son correspondidos en estudios previos y ulteriores(Lan et al., 2015). La 
biodegradabilidad de los crudos por lo tanto depende en gran medida de la composición. 
Los crudos pesados están compuestos por una mayor cantidad de elementos de peso 
molecular alto, en oposición de los crudos ligeros cuyos componentes tienen por lo 
general un peso molecular más bajo. 
13 
 
Los componentes de menor peso molecular son más propensos a la volatilización siendo 
su tasa de degradación natural o abiótica más alta. Los componentes de mayor peso 
molecular, pertenecientes a los crudos pesados, presentan menores tasas de 
biodegradación debido a la resistencia que presentan las comunidades microbianas a estos 
compuestos (Altgelt, 2016.). 
Los hidrocarburos que han estado presentes durante un largo espacio de tiempo en el 
suelo ofrecen mayor resistencia a la biodegradación. Una vez han sido liberados en el 
suelo, los hidrocarburos del petróleo son objeto de reacciones bióticas y abióticas que 
producirán cambiosfísicos y bioquímicos en el suelo y en el compuesto. La evaporación, 
las perdidas fotolíticas por hidrólisis y la biotransformación degradan aquellos 
compuestos más fácilmente degradables reduciendo su concentración. En el suelo 
quedarán aquellos componentes más tenaces que son más resistentes a la biodegradación 
(Jiang et al., 2016). 
Estudios realizados en suelos contaminados con gasóleo, tales como los realizados por 
Kaczorek, Cyplik y Szulc (Ben Ayed et al., 2015; Kaczorek, Urbanowicz, & 
Olszanowski, 2010; Szulc et al., 2014), se puede concluir que la bioremediación de parte 
de este producto es posible en un tiempo prudencial. En concreto, aquellas cadenas con 
un peso molecular más bajo serán las biodegradadas en menor tiempo. 
14 
 
2.5 Factores abióticos: PH, Humedad, Temperatura y Oxígeno 
 
Para llevar a cabo una biorremediación efectiva los factores abióticos tales como el pH, 
la humedad y la temperatura han de ser tenidos en cuenta. El pH es un factor químico 
importante que influye en la recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos, ya 
que puede afectar principalmente a las poblaciones de Pseudomonas y la 
biodisponibilidad de las fuentes de carbono y energía. Este factor se constituye como uno 
de los indicadores del proceso de biorremediación y aunque las Pseudomonas se pueden 
adaptar fácilmente a condiciones extremas, estas cepas microbianas tienen un 
determinado rango de tolerancia. A pH extremadamente alcalino o extremadamente ácido 
la biodegradación se hace lenta. 
Generalmente los suelos contaminados por hidrocarburos tienden a ser ácidos, lo cual 
limita el crecimiento y la actividad de las Pseudomonas. El rango óptimo para la 
biodegradación está entre 6–8 pH. Sin embargo, para mantener una mejor capacidad 
degradante, por periodos de tiempo prolongados, el pH debe ser neutro, entre 7.4–7.8, 
evitando al máximo las fluctuaciones. 
El agua es importante para su desarrollo porque actúa como medio de transporte de 
nutrientes y oxígeno a la célula ya que forma parte de su protoplasma bacteriano. Es 
conveniente mantener una humedad del orden del 25 - 75 % de la capacidad de campo, 
la cual se define como la masa de agua que admite el suelo hasta la saturación, que 
depende de cada tipo de suelo. En valores menores la degradación se ve inhibida. Sin 
embargo, para encontrar el nivel de humedad perfecto además de depender del tipo de 
suelo, también cabrá analizar el tipo de contaminación por hidrocarburos y si ésta será 
anaerobia o aerobia (Viñas Canals, 2005) como refleja Ayotamuno en su estudio 
(Ayotamuno, 2006) donde utilizando una humedad inferior al 20% en suelos arcillosos 
(45%) con menor porosidad obtuvo mejores resultados que utilizando una humedad 
superior. La biodegradación de hidrocarburos en ecosistemas terrestres puede ser limitada 
por la cantidad de agua disponible en el medio para el crecimiento y metabolismo de las 
Pseudomonas ya que si ésta es muy baja disminuye el transporte de contaminantes y 
nutrientes por el suelo. 
Al igual que la humedad, la temperatura es un factor ambiental que se debe tener en cuenta 
en el momento de la aplicación de la técnica de biorremediación, así como en la 
evaluación de la eficacia del procedimiento. 
15 
 
La velocidad de degradación aumenta con la temperatura, por lo que un incremento de la 
misma es útil. Cuando la temperatura se incrementa en 10°C la biorremediación se 
duplica, pero se elevan los costos. 
En estudios previos realizados por Rahman concluye que el uso de una mezcla de 
bacterias puede degradar eficientemente los hidrocarburos del petróleo alcanzando su 
máxima eficiencia a una temperatura de unos 30ºC. Según los estudios realizados por 
Delille también es posible conseguir altas tasas de rendimiento a bajas temperaturas pero 
es muy importante analizar previamente las condiciones locales, atmosféricas y del suelo, 
y las propiedades físicas y químicas (Delille, 2007). 
Para mantener constante este factor se hace necesario cubrir la zona del derrame ya sea 
con paja, vegetación o plástico para conservar la radiación solar, o la utilización de 
electrodos enterrados en el suelo o la circulación constante de agua caliente (Esmeralda 
et al., 2008). 
Aunque el oxígeno no es un factor limitante, es uno de los elementos más esenciales de 
la degradación por microorganismos. El oxígeno es necesario para la ruptura inicial de 
los hidrocarburos y para la consecuente reacción en cadena. Si la concentración de 
hidrocarburos presente en el suelo es muy alta, el oxígeno presente verá reducida su 
concentración rápidamente causando condiciones anaeróbicas (Thapa, 2012). 
Una célula de combustible biológica (MFC, siglas en inglés) proporciona a las bacterias 
anaeróbicas un aceptor de electrones alternativo (AEA) en su ánodo de estado sólido, el 
cual está conectado a través de un circuito eléctrico a un cátodo en contacto con oxígeno 
u otros componentes oxidantes. La presencia de terminales aceptores de electrones 
(TEAs) como el oxígeno, el nitrato, el sulfato, el dióxido de carbono, el manganato o el 
hierro (NO3-, SO42-, CO2, MN4+ y FE3+) presentes en las inmediaciones de las bacterias 
es necesaria para la bioremediación de contaminantes de hidrocarburo bajo condiciones 
anaeróbicas. Por lo tanto un déficit de estos TEAs resultará en un decremento de la tasa 
de biodegradación o en una degradación nula (Morris & Jin, 2012). 
16 
 
2.6 Factores bióticos: Poblaciones Microbianas, Nutrientes, 
Surfactantes y Tipo de Suelo 
Al igual que los factores abióticos, los factores bióticos condicionan en gran medida la 
biodegradación presente en el suelo. Entre algunos de los factores bióticos más 
importantes destacan el suelo, la capacidad metabólica del microorganismo, los 
nutrientes, la respiración y la aireación. 
La estructura del suelo se encuentra dividida en tres tipos de capas a las que se les llama 
horizontes y su diferenciación se debe tanto a la dinámica interna, ya sea por su 
composición y textura, como al transporte vertical debido a la lixiviación o la capilaridad. 
El horizonte A es el más superficial, en el cual abunda materia orgánica descompuesta o 
humus, el contacto de este con las bacterias facilita la degradación de hidrocarburos como 
el fenantreno. El horizonte B, también llamado subsuelo, es el más grande, se compone 
de materiales provenientes de fragmentos de rocas como la arena gruesa y liviana, que 
cumple funciones de filtración; el limo, el cual mantiene la homeostasis y la arcilla, que 
retiene el agua. El horizonte C está compuesto de material rocoso que no ha sufrido 
ninguna alteración química o física. Los contaminantes del petróleo se alojan 
principalmente en el horizonte A, donde se encuentra el mayor contenido de materia 
orgánica que incluye a los microorganismos que pueden ser estimulados por la adición de 
nutrientes, ya sean fertilizantes, o de oxígeno por medio de la agitación. Existen otros 
tipos de contaminantes como los hidrofóbicos que se absorben y se depositan en los poros 
del suelo, dificultando la biodegradación (Esmeralda et al., 2008). 
Se considera el suelo en su conjunto como un sistema disperso, constituido por tres fases 
(sólida, líquida y gaseosa) donde se pueden distinguir cuatro grandes componentes: 
materia mineral, materia orgánica, agua y aire, íntimamente ligados, mezclados entre sí. 
La textura del suelo indica el grado de plasticidad, permeabilidad o sequedad. La materia 
orgánica del suelo (3-5% en peso), perteneciente a la fase sólida incrementa o disminuye 
las propiedades físicas y químicas del suelo. 
El agua constituye la fase líquida del suelo y se encuentra retenida en los huecos de la 
fase sólida y su presencia dependerá de la numerosidad y tamaño de los poros. Esta fase 
interviene en el intercambio de iones y de sustancias con el suelo. 
17 
 
Como tercera fase se encuentra la atmosfera o aire del suelo,necesaria para la respiración 
de las plantas (Navarro, 2003). 
De la textura del suelo se pueden diferenciar cuatro grandes grupos de suelos: líticos o 
pedregosos, arenosos, francos y arcillosos. Las fracciones de mayor tamaño caracterizan 
los suelos líticos, donde la proporción de limo y arcilla no supera el 18% del total. Si el 
porcentaje total de arenas alcanza el 70 % del total de la muestra se considerará que es un 
suelo arenoso. Los suelos francos están constituidos por una mezcla de arena, limo y 
arcilla en iguales proporciones. Finalmente, los limosos y arcillosos contienen más del 
60% y 45% de limo y arcilla respectivamente, con numerosas subdivisiones. Para una 
correcta diferenciación nos basaremos en el sistema de identificación de suelos 
implementado por el Departamento de Agricultura de los EEUU. 
Chung a través del estudio de dieciséis suelos diferentes determinó que la porosidad y la 
concentración de carbono en los suelos influían en las tasas de biodegradación de los 
hidrocarburos, siendo importante analizar la textura y composición del suelo (Chung & 
Alexander, 2002). 
Con referencia a la biomasa, se debe tener en cuenta la cinética de crecimiento del 
microorganismo obteniendo mayor rendimiento metabólico en la fase exponencial, 
debido a que el aumento de esta es un indicador del proceso de biorremediación. 
Los nutrientes son uno de los factores más relevantes por ser sustancias químicas 
necesarias para la actividad microbiana y metabólica de la Pseudomonas sp, por lo que 
estos constituyentes se deben encontrar disponibles para su asimilación y síntesis, y deben 
ser controlados para aumentar la eficiencia y el buen desarrollo de la biorremediación. Se 
dividen en dos grandes grupos: macronutrientes (C, N, P Y K) y micronutrientes (Fe, Cu, 
Zn, Na, Ca y S). 
La adición de hidrocarburos al suelo aumenta la cantidad de carbono disponible en el 
medio para la actividad metabólica de los microorganismos. Si esto ocurre en lugares 
donde la concentración de nutrientes inorgánicos como N y P es baja, produce unas 
relaciones C/N y C/P muy altas lo cual es desfavorable para el crecimiento microbiano. 
Debido a que la disponibilidad de N y P en el medio es un factor limitante en la 
degradación microbiana de hidrocarburos, se puede ajustar la proporción C/N/P, 
generalmente a 100:10:1, mediante la adición al medio de ure-fosfato, fertilizantes N-P- 
18 
 
K y sales de amonio y fosfato logrando de esta manera acelerar el proceso de 
biodegradación (Pardo, Perdomo, & Benavides, 2004). Así mismo, el uso excesivo de 
nutrientes inorgánicos también puede inhibir los procesos de biodegradación. 
Para evitar el exceso de nutrientes, así como la pérdida de los mismos por lixiviación, 
también se han utilizado fertilizantes inorgánicos oleofílicos de liberación para la 
biorremediación de suelos contaminados (Otiniano-garcía, 2004). Además, es importante 
destacar que cuando se trata de suelos contaminados con hidrocarburos, la acción de los 
nutrientes inorgánicos puede estar limitada debido a la interacción química con los 
minerales del suelo (el amonio se puede unir a las arcillas por intercambio catiónico y el 
fosfato puede precipitar con iones calcio, hierro y aluminio) (Otiniano-garcía, 2004). 
Dependiendo de las características del suelo y del contenido de materia orgánica, los 
hidrocarburos de mayor peso molecular y menor solubilidad pueden adsorberse en los 
microporos de las partículas del suelo, resultando con esto ser inaccesibles como fuentes 
de carbono y energía para los microorganismos. Ante este escenario los surfactantes 
actúan logrando incrementar la biodisponibilidad mediante la acción paralela de la 
desorción y solubilización del contaminante. Sin embargo, la toxicidad e inhibición puede 
reducir el potencial de las aplicaciones en la bioremediación. Para elegir un surfactante 
para la biorremediación se debe tener en cuenta el tipo de contaminante que se desea 
remediar, las propiedades del suelo, así como las del propio surfactante y la existencia de 
microorganismos degradadores del contaminante que se desea remediar. Los surfactantes 
son esenciales para el proceso de biorremediación confirmando el hecho de que algunos 
microorganismos producen su propio surfactante (biosurfactante) para solubilizar 
compuestos inorgánicos hidrofóbicos (Riojas, 2010). 
La respiración microbiana se basa en que, en la cadena respiratoria o transportadora de 
electrones de las células, produce una serie de reacciones de óxido-reducción cuyo fin es 
la obtención de energía. La cadena la inicia un sustrato orgánico (compuestos 
hidrocarburados) que es externo a la célula y actúa como dador de electrones, de modo 
que la actividad metabólica de la célula acaba degradando y consumiendo dicha sustancia. 
Los aceptores más utilizados por los microorganismos en general y particularmente por 
las Pseudomonas spp, son el oxígeno y los nitratos. 
19 
 
Debido a la aireación del suelo se favorece la degradación de los hidrocarburos por dos 
motivos: por volatilización, facilitando la migración de la fase volátil de los 
contaminantes, y por biodegradación, ya que al incrementar la oxigenación del suelo se 
va a estimular la actividad bacteriana. Se tienen en cuenta los siguientes factores: se 
degradarán más fácilmente las moléculas más pequeñas (hasta CO2), siendo más 
fácilmente biodegradables los compuestos parafinados o de cadena lineal que los 
compuestos aromáticos (Esmeralda et al., 2008). 
20 
 
2.7 Modelo lineal 
 
Se llama función lineal de una variable, a una función de la forma: 
 
y  0  1 x 
 
En donde: 
 
α0: En una constante y es la ordenada en el origen (valor de Y cuando X=0) 
 
α 1: También es una constante y es la pendiente (cambio de Y al aumentar X en 1) 
Por lo tanto, el modelo lineal es un modelo de regresión lineal entre dos variables 
 y x   0  1 x 
 
Que también es un modelo probabilístico que se puede escribir: 
 
yi  0  1 xi  

i=1, 2, 3,…, n 
 
Donde el término yi es el escalar que se corresponde a la observación i-ésima de la 
variable endógena del modelo, también denominada variable dependiente, o endógena. 
De esta forma, y= [y1 y2 …. yn] es el vector columna de dimensión (nx1) que recoge todas 
las observaciones de la variable endógena del modelo. 
Por su parte, xi es la observación i-ésima de la variable explicativa, por lo tanto, es la 
variable explicativa, variable exógena o variable independiente del modelo. 
Así, x= [x1 x2 …. xn] es el vector columna de dimensión (nx1) que recoge todas las 
observaciones de la variable exógena del modelo. 
Los coeficientes α0 y α1 son desconocidos y deberán ser estimados. Por último, el término 
εi es una perturbación estocástica agregada al modelo para recoger todos los posibles 
errores de medida tanto en las variables xi e yi, así como los errores en la especificación 
lineal del modelo, es decir recogerá todos aquellos factores que por error no se han 
incluido en el modelo y que pueden afectar a la variable dependiente del modelo. Nótese 
que, en definitiva, el término de perturbación εi indica en qué medida las variables x e y 
se apartan de la relación lineal. 
De nuevo, ε = [ε1 ε2 . . εn] es el vector columna de dimensión (nx1) que recoge todas las 
perturbaciones estocásticas del modelo. 
21 
 
A partir de una muestra aleatoria, la teoría estadística permite: 
 
1. Estimar los coeficientes αi del modelo (hay dos procedimientos: mínimos 
cuadrados y máxima verosimilitud que dan el mismo resultado). 
2. Estimar la varianza de las variables Y|xi llamada cuadrados medios del error y 
representada por s2 o MSE. A su raíz cuadrada se le llama error estándar de la 
estimación. 
3. Conocer la distribución muestral de los coeficientes estimados, tanto su forma (t) 
como su error estándar, que permite hacer estimación por intervalos como 
contrastes de hipótesis sobre ellos.2.8 Contraste de Hipótesis 
 
Una hipótesis estadística es una asunción relativa a una o varias poblaciones, que puede 
ser cierta o no. Las hipótesis estadísticas se pueden contrastar con la información extraída 
de las muestras y tanto si se aceptan como si se rechazan se puede cometer un error. 
La hipótesis formulada con intención de rechazarla se llama hipótesis nula y se representa 
por H0. Rechazar H0 implica aceptar una hipótesis alternativa (H1). 
En la Tabla 1.4 se muestra un esquema de las hipótesis y los tipos de errores existentes. 
 
 H0 cierta H0 falsa H1 cierta 
H0 rechazada Error tipo I (α) Decisión correcta (*) 
H0 no rechazada Decisión correcta Error tipo II (β) 
Tabla 1. Esquema de los tipos de hipótesis 
(*) Decisión correcta que se busca 
α = p (rechazar H0|H0 cierta). Probabilidad de rechazar la hipótesis nula (H0) siendo esta 
cierta. 
β = p (aceptar H0|H0 falsa). Probabilidad de aceptar la hipótesis nula (H0) siendo esta 
falsa. 
Potencia =1- β = p (rechazar H0|H0 falsa). Probabilidad de rechazar la hipótesis nula (H0) 
siendo esta falsa. 
22 
 
Los detalles que debemos tomar en cuenta en la formulación de las hipótesis y el análisis 
posterior son: 
1. α y β están inversamente relacionadas. 
2. Sólo pueden disminuirse los dos tipos de errores (α y β), aumentando n. 
 
Los pasos necesarios para realizar un contraste relativo a un parámetro θ son: 
 
1. Establecer la hipótesis nula en términos de igualdad 
 
H0:θ = θ0 
 
2. Establecer la hipótesis alternativa, que puede hacerse de tres maneras, 
dependiendo del interés del investigador, en el primer caso se habla de contraste 
bilateral o de dos colas, y en los otros dos de lateral (derecho en el 2º caso, o 
izquierdo en el 3º) o una cola. 
H1:θ≠θ0 θ>θ0 θ<θ0 
 
3. Elegir un nivel de significación: nivel crítico para α 
4. Elegir un estadístico de contraste: estadístico cuya distribución muestral se 
conozca en H0 y que esté relacionado con θ y establecer, en base a dicha 
distribución, la región crítica: región en la que el estadístico tiene una probabilidad 
menor que α si H0 fuera cierta y, en consecuencia, si el estadístico cayera en la 
misma, se rechazaría H0. Obsérvese que, de esta manera, se está más seguro 
cuando se rechaza una hipótesis que cuando no. Por eso se fija como H0 lo que se 
quiere rechazar. Cuando no se rechaza, no se ha demostrado nada, simplemente 
no se ha podido rechazar. Por otro lado, la decisión se toma en base a la 
distribución muestral en H0, por eso es necesario que tenga la igualdad. 
5. Calcular el estadístico para una muestra aleatoria y compararlo con la región 
crítica, o equivalentemente, calcular el "valor p" del estadístico (probabilidad de 
obtener ese valor, u otro más alejado de la H0, si H0 fuera cierta) y compararlo con 
α. 
23 
 
2.9 Legislación ambiental en suelos contaminados 
 
Ley 22/2011 de 28 de Julio que se basa en el Real Decreto 9/2005 de 14 de enero. 
 
Esta Ley tiene por objeto regular la gestión de los residuos impulsando medidas que 
prevengan su generación y mitiguen los impactos adversos sobre la salud humana y el 
medio ambiente asociados a su generación y gestión, mejorando la eficiencia en el uso 
de los recursos. Tiene asimismo como objeto regular el régimen jurídico de los suelos 
contaminados. 
La legislación actual regula las actividades potencialmente contaminantes del suelo, la 
culpa y responsabilidad de descontaminación del suelo y los factores y circunstancias por 
los que un suelo es considerado como contaminado. 
El Real Decreto 9/2005 en su anexo I determina las actividades potencialmente 
contaminantes del suelo. En lo relacionado con nuestro trabajo se encuentran: Extracción 
de crudos de petróleo y gas natural, actividades de los servicios relacionados con las 
explotaciones petrolíferas y de gas, excepto actividades de prospección, coquerías, refino 
de petróleo, fabricación de productos químicos básicos y comercio al por mayor de 
combustibles sólidos, líquidos y gaseosos y productos similares. 
Artículo 3: Los titulares de las actividades relacionadas en el anexo I estarán obligados 
a remitir al órgano competente de la comunidad autónoma correspondiente, en un plazo 
no superior a dos años, un informe preliminar de situación para cada uno de los suelos 
en los que se desarrolla dicha actividad, con el alcance y contenido mínimo que se recoge 
en el anexo II. 
Anexo III: Un suelo será declarado como contaminado cuando se determinen riesgos 
inaceptables para la protección de la salud humana o, en su caso, de los ecosistemas, 
debido a la presencia en este de alguna de las sustancias contaminantes recogidas en los 
anexos V y VI o de cualquier otro contaminante químico. 
En aquellas circunstancias en que no se disponga de la correspondiente valoración de 
riesgos, los órganos competentes de las comunidades autónomas podrán asumir que el 
riesgo es inaceptable y, en consecuencia, declarar un suelo como contaminado cuando 
concurra alguna de las siguientes circunstancias: 
24 
 
1. En aquellos casos en que se considere prioritaria la protección de la salud humana: 
 
a) Que la concentración en el suelo de alguna de las sustancias recogidas en el anexo V 
excede 100 o más veces los niveles genéricos de referencia establecidos en él para la 
protección de la salud humana, de acuerdo con su uso. 
b) Que la concentración en el suelo de cualquier contaminante químico no recogido en 
el anexo V para ese suelo excede 100 o más veces el nivel genérico de referencia 
calculado de acuerdo con los criterios establecidos en el anexo VII. 
2. En aquellos casos en que se considere prioritaria la protección de los ecosistemas: 
 
a) Que la concentración letal o efectiva media, CL(E)50, para organismos del suelo 
obtenida en los ensayos de toxicidad OCDE 208 (Ensayo de emergencia y crecimiento 
de semillas en plantas terrestres), OCDE 207 (Ensayo de toxicidad aguda en lombriz de 
tierra), OCDE 216 (Ensayo de mineralización de nitrógeno en suelos), OCDE 217 
(Ensayo de mineralización de carbono en suelo) o en aquellos otros que se consideren 
equivalentes para ese propósito por el Ministerio de Medio Ambiente, es inferior a 10 mg 
de suelo contaminado/g de suelo. 
b) Que la concentración letal o efectiva media, CL(E)50, para organismos acuáticos 
obtenida en los ensayos de toxicidad OCDE 201 (Ensayo de inhibición del crecimiento 
en algas), OCDE 202 (Ensayo de inhibición de la movilidad en Daphnia magna), OCDE 
203 (Ensayo de toxicidad aguda en peces), o en aquellos otros que se consideren 
equivalentes para este propósito por el Ministerio de Medio Ambiente, efectuados con 
los lixiviados obtenidos por el procedimiento normalizado DIN-38414, es inferior a 10 
ml de lixiviado/I de agua. 
Artículo 7. Descontaminación de suelos. 
 
1. La declaración de un suelo como contaminado obligará a la realización de las 
actuaciones necesarias para proceder a su recuperación ambiental en los términos y 
plazos dictados por el órgano competente. 
2. El alcance y ejecución de las actuaciones de recuperación será tal que garantice que 
la contaminación remanente, si la hubiera, se traduzca en niveles de riesgo aceptables 
de acuerdo con el uso del suelo. 
25 
 
3. La recuperación de un suelo contaminado se llevará a cabo aplicando las mejores 
técnicas disponibles en función de las características de cada caso. Las actuaciones de 
recuperación deben garantizar que materializan soluciones permanentes, priorizando, 
en la medida de lo posible, las técnicas de tratamiento in situ que eviten la generación, 
traslado y eliminación de residuos. 
4. Siempre que sea posible, la recuperación se orientará a eliminar los focos de 
contaminación y a reducir la concentración de los contaminantes en el suelo. En el caso 
de que por razones justificadas de carácter técnico, económico o medioambiental no sea 
posible esa recuperación, se podrán aceptar soluciones de recuperacióntendentes a 
reducir la exposición, siempre que incluyan medidas de contención o confinamiento de 
los suelos afectados. 
5. Los suelos contaminados perderán esta condición cuando se realicen en ellos 
actuaciones de descontaminación que, en función de los diferentes usos, garanticen que 
aquellos han dejado de suponer un riesgo inadmisible para el objeto de protección 
designado, salud humana o ecosistemas. En todo caso, un suelo dejará de tener la 
condición de contaminado para un determinado uso una vez exista y sea firme la 
resolución administrativa que así lo declare, previa comprobación de la efectividad de 
las actuaciones de recuperación practicadas. 
26 
 
3. Materiales y Métodos 
 
3.1 Tipos de Suelo 
 
La caracterización microbiológica consistió fundamentalmente en la determinación del 
recuento total de bacterias heterótrofas, de la actividad biológica mediante medidas 
respirométricas y evaluación de la actividad deshidrogenasa y el estudio de la 
biodiversidad microbiana para cada uno de ellos (Seklemova, et al., 2001). 
Como resumen de los resultados se puede detallar lo siguiente: 
 
 Las dos muestras de suelo poseen un número elevado de microorganismos viables 
(superior a 106) (Viñas Canals, 2005) lo que garantizaría desde este punto de vista 
la viabilidad de un proceso de landfarming en los mismos. 
 Los suelos I y II mostraron distinta actividad biológica. Siendo considerablemente 
mayor en el caso del suelo II. Ello determina la posibilidad de poder utilizar en 
futuros estudios dos suelos ciertamente diferenciados en cuanto a su actividad 
biológica intrínseca. 
La caracterización química consistió en caracterizar los dos suelos a nivel granulométrico, 
mineralógico y químico, así como el estudio de la posible presencia de hidrocarburos 
procedentes de antiguos vertidos y que pudieran tener influencia posterior en los 
resultados del landfarming. Paralelamente se caracterizaron los suelos como si fueran a 
utilizarse para su cultivo, de modo que se obtuvieron parámetros importantes para la 
biorremediación como: proporción Carbono/Nitrógeno, contenido en materia orgánica, 
contenido de fósforo (Otiniano-garcía, 2004). 
Las determinaciones realizadas llevaron a las siguientes conclusiones: 
 
 No se encontraron niveles elevados de metales pesados. Tampoco se encontró 
ningún elemento químico que pueda suponer problemas de toxicidad para los 
microorganismos. 
 El suelo I bastante más pobre que el suelo II en cuanto a materia orgánica, 
nitrógeno y fósforo. En principio, la respuesta a los tratamientos de 
biorremediación puede no ser tan efectiva. 
27 
 
 Han sido identificados hidrocarburos solamente en una muestra de suelo I. Esto 
nos lleva a la posible existencia de zonas donde ha habido un vertido anterior junto 
con zonas donde no ha llegado el vertido. En todo caso, nada de esto supone que 
el suelo I haya estado afectado por un vertido importante que genere diferencias 
significativas en su comportamiento. 
 La textura del suelo fue hecha mediante método de densidad de Bouyoucos. Se 
observa que el suelo I (S1) es claramente “franco-arcillo- arenoso” mientras que 
el suelo (S2) es “arcillo-arenoso”. El suelo II cuenta con mayor proporción de 
arcilla y de materia orgánica, con lo que es probable que muestre superior 
capacidad de adsorción de los hidrocarburos y por tanto mayores dificultades en 
su tratamiento (impermeabilidad, dificultad de circulación de nutrientes) 
(Amellal, et al., 2001). 
3.2 Caracterización del Diésel 
 
Se calibró el GC-MS para cuantificar TPHs (Total de Hidrocarburos del Petróleo). Para 
ello se siguieron las recomendaciones del método 8015 de la EPA. Dichas 
recomendaciones indican utilizar un producto lo más similar posible al original. Por lo 
tanto, se procedió a realizar la calibración correspondiente con el mismo producto que se 
vertió en las parcelas. 
En la Figure 1 se presenta un cromatograma del gasóleo en cuestión, en el que se observan 
la fracción C10 a la C30, en la que destaca la abundancia de alcanos lineales ligeros. Si 
extraemos de este cromatograma el ion 57 (ver Figure 2), característico de los alcanos 
lineales, se puede observar su gran abundancia y que la relación de áreas 
octadecano/fitano es de 1.32. 
A b u n d a n c e 
 
 
T I C : P 8 D C . D \ d a t a . m s 
 
 
1 . 6 e + 0 7 
 
 
1 . 4 e + 0 7 
 
 
1 . 2 e + 0 7 
 
 
1 e + 0 7 
 
 
8 0 0 0 0 0 0 
 
 
6 0 0 0 0 0 0 
 
 
4 0 0 0 0 0 0 
 
 
2 0 0 0 0 0 0 
 
 
 
T im e --> 
 
1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 
 
 
Figura 1. TIC de Diésel 
28 
 
A b u n d a n c e 
 
Io n 5 7 .0 0 (5 6 .7 0 to 5 7 .7 0 ): P 8 D C.D \ d a ta .ms 
 
1600000 
 
1400000 
 
1200000 
 
1000000 
 
800000 
 
600000 
 
400000 
 
200000 
 
0 
 
T ime --> 
 
1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 .0 0 3 5 .0 0 4 0 .0 0 4 5 .0 0 
 
Figura 2. Ion 57 de Diésel 
 
 
 
3.3 Caracterización de Nutrientes y Surfactantes 
 
3.3.1 Fertilizante Oleofílico 
 
El fertilizante oleofílico (S200) es un producto de aceleración de la biorremediación 
usado para la remediación de vertidos de hidrocarburos. No es intrusivo con el medio 
ambiente donde se aplica y tiene una relación coste-efectividad de la limpieza de los 
hidrocarburos bastante buena. Este producto es usado para limpiar en, entre otros, los 
hidrocarburos y sus derivados como: diésel, fuel para aviones, keroseno, aceites 
lubricantes y aceites crudos. 
Es un fertilizante que favorece el crecimiento de bacterias degradadoras de hidrocarburos. 
El aspecto del S200 es el de un líquido claro de color ámbar tal que puede ser pulverizado 
mediante el tradicional equipo pulverizador de líquidos. El ratio de aplicación 
recomendado es aproximadamente del 10 % en peso de S200 en comparación con el 
hidrocarburo que quiere ser eliminado mediante este sistema. 
El funcionamiento del S200 consiste en adherirse al fuel y los ácidos grasos servirán como 
aperitivo de las bacterias degradadoras de hidrocarburos de modo que se produce una 
proliferación de las mismas. Una vez que se ha degradado la capa externa, existe una gran 
cantidad de nutrientes mezclados con el fuel y (en teoría) de muchas bacterias 
degradadoras de hidrocarburos. 
29 
 
T i m e - - > 
4 5 . 0 0 4 0 . 0 0 3 5 . 0 0 3 0 . 0 0 2 5 . 0 0 2 0 . 0 0 1 5 . 0 0 1 0 . 0 0 
5 e + 0 7 
 
 
4 . 5 e + 0 7 
 
 
4 e + 0 7 
 
 
3 . 5 e + 0 7 
 
 
3 e + 0 7 
 
 
2 . 5 e + 0 7 
 
 
2 e + 0 7 
 
 
1 . 5 e + 0 7 
 
 
1 e + 0 7 
 
 
5 0 0 0 0 0 0 
T I C : 5 3 3 A 1 . D \ d a t a . m s 
A b u n d a n c e 
Luego, debido a que en su composición también tiene sustancias utilizadas como 
surfactantes (principalmente éteres glicol) aumentaría la superficie de contacto entre las 
bacterias y el hidrocarburo en presencia de agua. 
En definitiva, cuando el producto es pulverizado sobre la zona contaminada, éste se 
adhiere al fuel, crea una microemulsión y estimula el crecimiento de las bacterias. 
Para caracterizar completamente al fertilizante oleofílico S200 se procedió a analizarlo 
mediante cromatografía de gases (GC) y espectrometría de masas (MS), tomándose 0.5 
ml de S200 disueltos en 5 ml de diclorometano. Se agitó y se inyectaron 0.2 µl en el GC- 
MS. 
En resumen, se puede decir que el fertilizante oleofílico S200 está compuesto en su gran 
mayoría por ácidos grasos y éteres glicol (sustancias utilizadas como surfactantes) que le 
dan las propiedades antes mencionadas. Como se puede ver en la Figura 2.4 los picos del 
cromatograma marcados con el número 1 son los éteres glicoles (sustancias surfactantes) 
y los marcados con el número 2 son ácidos grasos, que le dan el carácter oleofílico al 
fertilizante. 
 
 
Figura 3. Cromatograma total de iones del S200 
30 
 
3.3.2 Fertilizante de liberación lenta 
 
El fertilizantede liberación lenta que se utilizó en los experimentos fue el Sierrablen 31- 
5-7 que está formado por gránulos de una doble capa de urea-fertilizante con una lámina 
de sulfuro y otra de polímero, mezclado con fósforo y potasio. Los aspectos que más 
destacan de este producto son: 
1. Se extiende con facilidad 
2. Completamente libre de polvo 
3. Tamaño de grano constante, no se forman pegotes 
4. Nutriente constante que se libera en un largo periodo de tiempo que puede fluctuar 
de entre 2 y 3 meses (60 y 90 días) 
Cuando el producto se extiende, necesita agua para que esta penetre a través de la capa 
hacia el centro de los nutrientes, los disuelve y la capa libera el contenido en un ratio 
determinado dependiendo de la temperatura. Una vez que los gránulos estén vacíos la 
capa de material está totalmente degradada. 
La composición del fertilizante de liberación lenta es: 31% de Nitrógeno total, 5% de 
Iones Fosfato (P2O5) y 7% de Oxido de Potasio (K2O), Composición normalmente 
conocida como (31:5:7, N:P:K). 
Este producto se eligió debido a que existen otros productos de características similares 
en el mercado tales como las sales de laboratorio y fertilizantes líquidos, pero cuyo coste 
es muy superior al del fertilizante de liberación lenta en gránulo. Además, este fertilizante 
nos proporciona la relación adecuada de nutrientes para un tratamiento de 
bioestimulación. 
3.3.3 Surfactante 
 
El surfactante utilizado en el experimento es Bioversal un producto totalmente biológico 
para la eliminación de los hidrocarburos. La empresa distribuidora lo describe como un 
producto eliminador de aceites concentrados, líquido, que puede ser mezclado sin límite 
con agua, pH neutro, protege el medio ambiente, dermatológicamente inofensivo, la 
descomposición biológica es muy sencilla y sus principales aplicaciones son las de 
eliminación de residuos de aceites e hidrocarburos. 
31 
 
Para aplicar el producto es necesario diluirlo en agua. El fabricante da una serie de ratios 
de dilución del producto con agua: Normal: ratios de 1:25 a 1:50, Técnicas con alta 
presión: ratios de 1:100 a 1:200 y Aceites en el agua: ratios de 1:100 a 1:200 
Para saber su composición se tomó medio mililitro de Bioversal y se disolvió en 5 ml de 
diclorometano (no muy soluble). Se agitó y se analizaron 0,2 microlitros mediante GC- 
MS. 
Todos los compuestos identificados, al hacer el análisis por GC/MS, son compuestos que 
se comercializan en el mercado como surfactantes y que ninguno de ellos tiene 
propiedades que afecten al medio ambiente (números en Figure 4). 
 
A b u n d a n c e 
 
T I C : 5 3 4 A 1 . D \ d a t a . m s 
 
 
2 e + 0 7 
 
 
1 . 8 e + 0 7 
 
 
1 . 6 e + 0 7 
 
 
1 . 4 e + 0 7 
 
 
1 . 2 e + 0 7 
 
 
1 e + 0 7 
 
 
8 0 0 0 0 0 0 
 
 
6 0 0 0 0 0 0 
 
 
4 0 0 0 0 0 0 
 
 
2 0 0 0 0 0 0 
 
 
 
T i m e - - > 
 
1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 
 
Figura 4. Cromatograma del Surfactante 
 
 
 
3.4 Diseño del Experimento y del Muestreo 
 
Los factores que se han tomado en cuenta para el análisis son los siguientes: 
 
1. Tipo de suelo: suelo 1 y suelo 2. 
 
2. Concentración de gasóleo: Nivel 1 y Nivel 2. 
 
3. Fertilizante de liberación lenta: Si (1) y No (0) (abreviado, de aquí en adelante, 
“FL”). 
4. Fertilizante oleofílico: Si (1) y No (0) (abreviado, de aquí en adelante, “FF”) 
 
5. Surfactante: Si (1) y No (0) (abreviado, de aquí en adelante, “S”) 
32 
 
El resultado sería de 25 = 32 experimentos que quedan reducidos a 24 al no realizarse los 
ensayos correspondientes a la adición conjunta de los dos tipos de fertilizante por 
considerarse un absurdo desde el punto de vista operacional. Se excluyeron por lo tanto 
los ensayos (FL+FF) y (FL+FF+S) para los dos suelos y para las dos concentraciones de 
contaminante; en total 23 = 8 ensayos que se descuentan de los 32. A pesar de no incluir 
estos 8 ensayos, el experimento se puede considerar como equilibrado. 
El diseño final es de 48 experimentos (24 parcelas de 4 m x 4 m de superficie y 30 cm de 
profundidad), y que todas las experiencias se realicen por duplicado (24 x 2). 
Después de realizar un muestreo piloto y tomando en cuenta los errores atribuibles al 
procedimiento de la toma de muestras en campo, al modo de almacenamiento de las 
muestras, al tipo de preparación física y química en el laboratorio, y al método y equipo 
de análisis. Siguiendo el procedimiento de Visman desarrollado para el muestreo de 
graneles en actividades mineras y mineralúrgicas (Visman, 1969; Gy, 1979; Stanley, 
2003) se selecciona un muestreo en tres puntos de la parcela con una masa de 1350 g cada 
una. Debido al peso (4 kg en total) se realiza la primera división de la muestra en campo. 
Finalmente, al laboratorio será llevado 1 kg de muestra por parcela. 
3.5 Preparación del suelo 
 
Se pusieron en marcha un total de 48 parcelas destinadas a realizar las experiencias. Las 
parcelas tienen 4 x 4 metros con una profundidad aproximada de 30 cm de suelo 
constituyendo un volumen aproximado de 4,8 m3 de tierra y un peso aproximado1 de 7 
t. Se efectuó la aplicación y el subsiguiente mezclado del gasoil con las tierras de ambos 
suelos, se utilizaron 200 l de gasoil en las parcelas de nivel 2 (aproximadamente 30.000 
ppm) y 100 l en el nivel 1 (aproximadamente 15000 ppm). Las dosificaciones de 
nutrientes se realizaron a los 2, 60 y 120 días en las cantidades que se muestran en la 
Tabla 1. 
 
 
Nutrients 
Day 2 Day 60 Day 90 TOTAL 
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 2 
FL 6 kg 12 kg - - 6 kg 12 kg 12 kg 24 kg 
S 0,25 L 0,5 L 0,15 L 0,3 L 0,15 L 0,3 L 0,55 L 1,1 L 
FF 1 L 2 L 0,5 L 1 L 0,5 L 1 L 2 L 4 L 
Tabla 1. Dosificación del Surfactante y los Nutrientes 
33 
 
Los días en las cuales se realizaron los muestreos, en las diferentes parcelas, se pueden 
resumir en la Tabla 2. 
 
Days 
Conc. 4 30 60 90 120 180 240 330 
Nivel 1 X X X X X X X 
Nivel 2 X X X X X X X 
Tabla 2. Días de Muestreo 
 
La aireación y movimiento de tierra se lo realiza con doble objetivo uno homogenizar y 
el otro de oxigenar. Para ello se lo realiza los primeros 4 días de experiencia y luego cada 
15 días. Y con el objetivo de mantener la humedad del suelo se realizan riegos periódicos 
de cada semana durante toda la experiencia a excepción de las semanas de lluvia. 
3.6 Preparación y Análisis de las Muestras 
 
El procedimiento de preparación una vez llegada la muestra al laboratorio es: 
 
 Secado al aire para mejorar eficiencia de extracción (diclorometano y agua son 
inmiscibles) en caso de humedad mayor a 30%. 
 Trituración manual de la muestra para obtener una mayor superficie de contacto 
entre la muestra y el disolvente de extracción 
 Reducción del tamaño de muestra desde 1/1,5 kg hasta 100/150 g mediante 
cuarteo. 
 Pesado de 10 g de muestra. Cantidad de muestra que será usado en la extracción. 
 Medición de humedad para ello se pesa otros 10 g de suelo y se calcula su peso 
en seco. 
 Extracción del hidrocarburo. Se realiza la extracción con soxhlet basada en el 
método 3540C de la EPA, propuesto para extracción de compuestos no volátiles 
y semivolátiles en suelos (EPA, 1996). El disolvente utilizado es 100 mL de 
diclorometano. 
 Evaporación de disolvente. Se realiza la evaporación con rotavapor hasta llegar a 
un volumen de 1mL. De este extracto 500 uL son almacenados en nevera y los 
500 uL restantes son disueltos en 5 mL de disolvente para luego ser analizados en 
GC-MS. 
34 
 
3.7 Cuantificación de TPHs 
 
Se calibró el GC-MS para cuantificar TPHs (Total de Hidrocarburos del Petróleo). Para 
ello se siguieron las recomendaciones del método 8015 de la EPA. Dichas 
recomendaciones indican utilizar un producto lo más similar posible al original. Por lo 
tanto, se procedió a realizar la calibración correspondiente con el mismo productoque se 
vertió en las parcelas. 
Se seleccionaron 6 puntos de calibración entre 0 y el máximo nivel de concentración. Se 
prepararon viales con 1mL de disolución con cada una de las concentraciones. 
Finalmente, se sigue el mismo procedimiento que con el extracto de 1mL de disolución 
del suelo contaminado. 
Las disoluciones fueron inyectadas en modo “splitless” a 275ºC y en el puerto de 
inyección de un GC-MS Hewlett-Packard 6890-MSD 5973 usando un inyector 
automático. El sistema de GC-MS fue equipado con una columna capilar de 5% 
difenilpolidimetilsiloexano AT-5 de Altech (25m x 0.25mm x 0.20μm). Se utilizó como 
gas transportador Helio en una columna de 4.0psi de presión. Los gradientes utilizados 
fueron los siguientes: 60ºC (1min), calentamiento a 6.0ºC/min hasta 300ºC, 10min a 
300ºC y 15min una vez terminado. 
3.8 Modelo lineal 
 
Para realizar los modelos lineales se ha utilizado el programa R Project (R Core Team, 
2017). Se realizaron modelos lineales con mínimos cuadrados ponderados donde el vector 
de ponderación era inversamente proporcional al tiempo en meses. 
Se realiza esta ponderación debido a que hay mayores cambios de las concentraciones 
justamente en los primeros días del experimento. Además, las variables utilizadas para 
realizar los modelos son las mostradas en la Tabla 3 donde la variable dependiente es la 
concentración en ppm del TPH y el resto de variable son tomadas como independientes. 
3.9 Datos utilizados en los modelos 
 
Los datos que se han utilizado para la generación de los modelos se pueden observar en 
el Anexo A, que es una tabla que contiene un total de 13 columnas, en la que cada una de 
ellas pertenece a las variables antes descritas, y 546 filas, correspondiente al total de 
muestras tomadas y analizadas en los laboratorios. 
35 
 
En estas 546 filas no están incluidas 6 muestras que fueron eliminadas por ser 
consideradas como datos anómalos, estas muestras corresponden a la tercera campaña y 
microcosmos y ya que en esta campaña solamente se muestreó las parcelas y 
microcosmos con concentración teórica inicial de 10000ppm la muestras 
correspondientes son: del suelo 1 los tratamientos de control (“C”), surfactante(“S”), 
fertilizante oleofílico (“FF”), fertilizante de liberación lenta (“FL”) y fertilizante de 
liberación lenta con surfactante (“FL/S”), en el suelo 2 solamente se eliminó la de 
fertilizante oleofílico con surfactante (“FF/S”). 
Estos datos anómalos se produjeron debido a que se realizó la extracción de las muestreas 
demasiado húmedas (humedad > 25%), por lo tanto, el porcentaje de masa de suelo era 
menor y como la extracción es realizada con diclorometano, siendo esta sustancia 
inmiscible con el agua, no fue efectiva, dando mucho menos concentración de TPH de la 
que en realidad corresponde. También hay que mencionar que, en la última campaña, es 
decir, en la campaña 8, no se realizaron los análisis en los microcosmos. 
Los valores de las concentraciones iniciales, es decir a tiempo cero, con los que se han 
realizado todos los modelos son de 18800 ppm para todas las parcelas y microcosmos con 
concentraciones teóricas iniciales de 10000 ppm y de 37600 ppm para las parcelas y 
microcosmos con concentraciones teóricas iniciales de 20000 ppm. 
Estos valores son los valores calculados teniendo en cuenta la cantidad de producto que 
se añadió a las parcelas y microcosmos y la densidad aparente del suelo calculada en el 
laboratorio. 
De todas formas, y como se observará más adelante, cuando se realiza la modelización y 
para que haya un mejor ajuste, los modelos modifican los valores de concentraciones de 
TPH a tiempo cero, tanto en parcelas como en microcosmos. 
Los valores iniciales (a t=0) de las bacterias heterótrofas, degradadoras, actividad de 
deshidrogenasa y CO2 no se introdujeron en el modelo porque no se consideró como 
representativo de la realidad poner los mismos datos que se obtuvieron en el suelo 
original. Para el resto de las campañas los tiempos a los que se introducían estas variables 
biológicas se supusieron igual a los Tex (tiempos de extracción). Esto no es cierto, dado 
que puede haber un decalaje, normalmente entre 15 días y un mes, pero no hay otra forma 
de que el modelo pueda predecir los TPH excepto si tiene datos para todas las variables 
continuas en un mismo valor de tiempo. 
36 
 
Los valores de TPH, que constan en la tabla, para la primera campaña, con su respectivo 
tiempo de extracción, son el promedio entre el valor dado para cada una de las parcelas y 
su respectivo duplicado. Para los microcosmos, debido a que no existen duplicados, los 
valores son los mismos que se obtuvieron en el laboratorio. Este cálculo se lo realizó 
debido a la gran diferencia existente, en algunos tratamientos, entre los resultados de la 
parcela y su respectivo duplicado, intentándose disminuir la dispersión de los datos por 
lo menos en cada uno de los tratamientos y que se parezcan lo más posible a lo que en 
realidad está ocurriendo. 
37 
 
4. Resultados y Análisis 
 
Parte de los datos que se han utilizado para la generación de los modelos se pueden 
observar en la Tabla 3, en esta tabla se ven los datos correspondientes al suelo 1, 
concentración de nivel 1 y el tratamiento control. La tabla contiene un total de 14 
columnas, en la que cada una de ellas pertenece a las variables antes descritas, y 474 filas, 
correspondiente al total de muestras tomadas y analizadas en los laboratorios. En estas 
474 filas no están incluidas 6 muestras que fueron eliminadas por ser consideradas como 
datos anómalos, estas muestras corresponden a la tercera campaña de los microcosmos. 
En esta campaña solamente se muestrearon las parcelas y microcosmos con concentración 
de nivel 1. Del suelo 1 solamente se mantuvo la combinación fertilizante oleofílico con 
surfactante (“FF/S”) mientras que en el suelo 2 solamente se eliminó la de fertilizante 
oleofílico con surfactante (“FF/S”). También hay que mencionar que, en la última 
campaña, es decir, en la campaña 8, no se realizaron los análisis en los microcosmos. 
Como variable dependiente se selecciona la concentración de hidrocarburos totales del 
petróleo (TPH) y como independientes: tiempo en días (t) que es una variable de tipo 
continua mientras que: tipo de suelo (suelo 1 y 2), concentración (nivel 1 y 2), fertilizante 
de liberación lenta (0 y 1), fertilizante oleofílico (0 y 1) y surfactante (0 y 1) son variables 
de tipo discreta con los niveles que se muestran entre paréntesis. En los tres últimos casos 
0 significa que no es usado y 1 que sí. 
 
Time 
[days] 
Soil Type Con. 
Level 
SF OF S Amendment Microcosm TPH 
[ppm] 
C18/Phi HB DB DA CO2 
2 1 Level 1 0 0 0 C 1 22558 1,6 6,24 5,31 11,41 0,047 
2 1 Level 1 0 0 0 C 1 22558 1,6 6,32 5,52 6,41 0,038 
34 1 Level 1 0 0 0 C 1 11062 1,4 8,45 7,69 20,25 0,053 
34 1 Level 1 0 0 0 C 1 20876 1,5 8,07 7,77 11,08 0,063 
65 1 Level 1 0 0 0 C 1 15400 1,5 8,03 7,24 3,53 0,072 
65 1 Level 1 0 0 0 C 1 18771 1,6 7,43 8,36 4,61 0,189 
97 1 Level 1 0 0 0 C 1 8603 1,5 6,82 6,71 42,75 0,051 
97 1 Level 1 0 0 0 C 1 13174 1,6 6,94 6,93 49,42 0,074 
132 1 Level 1 0 0 0 C 1 9122 1,4 7,61 7,55 37,75 0,032 
132 1 Level 1 0 0 0 C 1 7760 1,5 7,32 7,6 33,58 0,051 
188 1 Level 1 0 0 0 C 1 11850 1,5 7,73 7,82 33,58 0,112 
188 1 Level 1 0 0 0 C 1 10673 1,6 7,89 7,94 24,42 0,079 
253 1 Level 1 0 0 0 C 1 7673 1,5 8,55 8,18 16,92 0,089 
253 1 Level 1 0 0 0 C 1 7759 1,6 8,65 8,83 47,75 0,202 
328 1 Level 1 0 0 0 C 1 8591 1,6 9,5 9,08 51,92 0,139 
328 1 Level 1 0 0 0 C 1 9647 1,7 9,99 9,2 42,75 0,33 
Tabla 3. Datos para la corrección de control para el suelo 1 y nivel de concentración 1 
38 
 
Por otro lado, las variables que miden la actividad biológica fueron estudiadas para 
seleccionar una de ellas. las bacterias degradadoras de hidrocarburos fueron las 
seleccionadas para incluirlas en el modelo de entre las bacterias heterótrofas,