Los sorbentes agrícolas han recibido atención por su efectividad en la remoción de aceite. En Malasia, las espigas de los racimos vacíos de la palma de aceite (EFB) son un residuo agrícola abundante que proporciona un recurso renovable no tóxico de materiales celulósicos. En este estudio, se investigó la efectividad de las espigas de EFB para eliminar derrames de petróleo de la contaminación del agua de mar en un sistema de filtro y se determinó el mejor enfoque de optimización para las condiciones de filtración. Los experimentos para la limpieza de derrames de petróleo se realizaron utilizando un sistema de absorción de petróleo basado en filtro con una serie de condiciones como temperatura, tiempo, densidad de empaque y concentración de aceite para evaluar la capacidad de sorción, eficiencia de absorción de aceite y agua. Se utilizó espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para caracterizar las propiedades fisicoquímicas de las fibras de EFB no tratadas y tratadas. Con base en un análisis de un factor a la vez (OFAT) realizado a 160 grados Celsius durante 30 minutos en 0.1 g/cm de densidad de empaque que contiene 25% de diésel, se absorbieron 8.667 mL de aceite y 5 mL de agua. En la metodología de superficie de respuesta (RSM), se observaron como significativos los tres parámetros de temperatura, densidad de empaque y concentración de diésel. A partir del análisis del modelo de ajuste de RSM, el valor predicho obtenido para el aceite y el agua absorbidos fue de 8.805 y 5.213 mL, respectivamente. Se obtuvieron valores experimentales de RSM de 9 y 5 mL de aceite y agua absorbidos. El resultado demostró la validez del modelo ya que los valores experimentales de RSM estuvieron cerca de la predicción del modelo de RSM. En comparación con OFAT, el método RSM es más eficiente en la remoción de aceite. Esta investigación contribuye a un mejor conocimiento del uso de un sorbente natural como método de remediación de la contaminación por diésel.