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ESTRATEGIAS DE REMEDIACIÓN DE 
CADMIO APLICABLES A SISTEMAS DE 
PRODUCCIÓN DE CACAO EN COLOMBIA 
Diana María Chica Cardona 
Javier Gustavo López Sánchez 
 
 
Universidad de Antioquia 
Facultad de Ingeniería 
Medellín, Colombia 
2020 
ESTRATEGIAS DE REMEDIACIÓN DE CADMIO APLICABLES A SISTEMAS DE 
PRODUCCIÓN DE CACAO EN COLOMBIA 
 
 
 
Diana María Chica Cardona 
Javier Gustavo López Sánchez 
 
 
 
Monografía presentada como requisito parcial para optar al título de: Especialización en 
Gestión Ambiental 
 
Asesor(a): 
Dra. Nury Alexandra Muñoz Blandón 
PhD. Biotecnología 
 
 
Universidad de Antioquia 
Facultad de Ingeniería 
Medellín, Colombia 
2020
CONTENIDO 
 
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1 
1.1. Planteamiento del problema .................................................................................. 1 
1.2. Objetivos ............................................................................................................... 3 
1.2.1 Objetivo General................................................................................................ 3 
1.2.2 Objetivos Específicos ........................................................................................ 3 
2 MARCO TEÓRICO ......................................................................................................... 4 
2.1 Generalidades del Cultivo de Cacao ..................................................................... 4 
2.1.1 Aspectos Socioeconómicos del Cultivo de Cacao ............................................. 8 
2.2 Características del Cadmio .................................................................................. 12 
2.2.1 Exposición y Efectos en la Salud Humana ...................................................... 13 
2.2.2 Efectos de Cadmio en las Plantas .................................................................... 14 
2.2.3 Factores que Afectan la Presencia de Cadmio en Planta de Cacao y Suelo .... 16 
2.2.3.1 pH .................................................................................................................... 18 
2.2.3.2 Materia Orgánica ............................................................................................. 23 
2.2.3.3 Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) .................................................... 25 
2.2.3.4 Textura ............................................................................................................. 26 
2.2.3.5 Conductividad eléctrica ................................................................................... 27 
2.2.4 Normatividad de Cadmio................................................................................. 30 
2.2.5 Técnicas Analíticas de Cadmio ....................................................................... 33 
2.3 Técnicas de Remediación de Cadmio ................................................................. 37 
2.3.1 Técnicas Físico-Químicas................................................................................ 38 
2.3.1.1 Tapado de Superficie y Encapsulación del Suelo ............................................ 38 
 4 
 
2.3.1.2 Solidificación y Vitrificación .......................................................................... 38 
2.3.1.3 Extracción Electrocinética ............................................................................... 39 
2.3.1.4 Enjuague y Estabilización ............................................................................... 40 
2.3.1.5 Prácticas Agrícolas .......................................................................................... 41 
2.3.2 Técnicas Biológicas ......................................................................................... 44 
2.3.2.1 Atenuación Natural .......................................................................................... 45 
2.3.2.2 Bioaumentación ............................................................................................... 46 
2.3.2.3 Bioestimulación ............................................................................................... 46 
2.3.2.4 Biorremediación .............................................................................................. 47 
2.3.2.5 Fitorremediación .............................................................................................. 52 
3 METODOLOGÍA ........................................................................................................... 62 
4 RESULTADOS Y ANÁLISIS ....................................................................................... 65 
5 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 76 
6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 78 
 
 
LISTA DE TABLAS 
Tabla 1 Destino y volumen de las exportaciones de cacao en Colombia - octubre de 2019 ...... 11 
Tabla 2 Producción Mundial de Cacao (miles de toneladas) ..................................................... 11 
Tabla 3 Importación a Nivel Mundial de Cacao (miles de toneladas) ........................................ 12 
Tabla 4 Aportes estimados de metales pesados agregados a suelos agrícolas por diferentes 
fuentes (mg/kg) .............................................................................................................................. 23 
Tabla 5 Variación de la cantidad de Cd en suelos tras la aplicación de fertilizantes durante 100 
años en Europa ............................................................................................................................. 30 
Tabla 6 Concentración máxima permisible de cadmio en suelo de uso agrícola/residencial en 
diferentes países ............................................................................................................................ 31 
Tabla 7 Niveles máximos propuestos para el Cd en el chocolate y productos derivados del cacao 
de Colombia .................................................................................................................................. 32 
Tabla 8 Contenidos Máximos de Cadmio según Reglamento 488/2014 de la UE ...................... 33 
Tabla 9 Plantas Hiperacumuladoras de Cadmio ........................................................................ 57 
Tabla 10 Costos de tratamiento de contaminación de metales pesados en suelo ........................ 61 
Tabla 11 Propiedades físico-químicas del suelo y prácticas agrícolas que inciden en la 
acumulación/mitigación de Cd ..................................................................................................... 67 
Tabla 12 Técnicas de Remediación Físico-químicas para la Mitigación de Cd en Suelo y Planta 
de Cacao ....................................................................................................................................... 71 
Tabla 13 Técnicas de Remediación Biológicas para la Mitigación de Cd en Suelo y Planta de 
Cacao ........................................................................................................................................ 73 
 
 6 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1 Características morfológicas del cacao ........................................................................... 5 
Figura 2 Subespecies de cacao ........................................................................................................ 6 
Figura 3 Regiones productoras de cacao en el mundo ................................................................... 7Figura 4 Representación de proceso productivo de cacao en Colombia ........................................ 8 
Figura 5 Producción de cacao en Colombia ................................................................................. 10 
Figura 6 Mecanismos de regulación que subyacen al transporte de Cd en las raíces, tallos y hojas 
de las plantas, mostrando la absorción en las células de las raíces, tallos y hojas a través de la 
vía simplástica y la retención en las raíces y hojas a través del almacenamiento vacuolar y la 
carga del xilema ............................................................................................................................ 15 
Figura 7 Circulación del cadmio en el medio ambiente ............................................................... 18 
Figura 8 Concentración de cadmio frente a variación del pH ...................................................... 19 
Figura 9 Efecto de aplicación de biochar y cal en la concentración de cadmio en el suelo ........ 20 
Figura 10 Mapa de Concentración de Cd en Colombia ............................................................... 22 
Figura 11Fracciones de cadmio y biodisponibilidad en suelos .................................................... 36 
Figura 12 Mecanismos de detoxificación de metales pesados presentes en microorganismos .... 50 
Figura 13 Mecanismos de fitorremediación aplicables a metales pesados ................................. 52 
Figura 14 Mecanismos de tolerancia a metales pesados en plantas ............................................ 54 
 
RESUMEN 
Colombia es reconocida por exportar cacao fino y de aroma internacionalmente, siendo 
Europa su principal mercado de exportación, sin embargo, la problemática actual son los valores 
restrictivos que ha impuesto la Unión Europea frente a las concentraciones de cadmio en estos 
productos y derivados (Resolución 844/2014) que entraron en vigencia en el 2019, lo que dificulta 
su comercialización a este mercado. Una vez que el cacao en Colombia es de gran importancia a 
nivel socio-económico se requiere encontrar soluciones a esta situación, con miras a aportar sobre 
este tema se realizó una revisión bibliográfica que se configura como una guía de consulta que 
reúne información relacionada con las propiedades físico químicas de los suelos y sus 
implicaciones en la captación de Cd por las plantas de cacao, asociadas en la medida de lo posible 
a la situación colombiana. Se relacionan las técnicas de detección y análisis de Cd en suelo, plantas 
y productos transformados de cacao como medida preliminar para la evaluación de este metal, así 
mismo, se entrega resumen con las principales prácticas agrícolas y técnicas de mitigación a 
implementar en los suelos y plantaciones de cacao para la reducción del Cd. Se identifican como 
referentes internacionales con mejor fundamento en esta materia, a países como Ecuador y Perú, 
quienes ya han establecido normatividad, límites máximos permisibles para este metal, así como 
estudios de suelos y prácticas agrícolas. Respecto a las técnicas de remediación revisadas, basadas 
en acción físico-química y biológica, se observó que estas últimas son las que mejor potencial 
tienen para ser usadas en campo con sistemas de producción de cacao, una vez que son amigables 
con el medio ambiente, favorecen las condiciones nutricionales del suelo y se muestran eficientes 
en la minimización de la biodisponibilidad del Cd por las plantas de cacao. La técnica de 
fitoextracción, es la más recomendada, pues se basa en el cultivo simultáneo de plantas con acción 
remediadora con el cacao, y minimiza las concentraciones de Cd disponibles en suelo mediante su 
acumulación o transformación. Existe una gran variedad de plantas con capacidad de tolerancia a 
altas concentraciones de Cd y afinidad por este, sin embargo, hasta el momento la búsqueda 
realizada mostró una limitación en la producción científica relacionada a este aspecto, pues no se 
encuentran estudios en campo en Colombia que lo aborden, abriendo una puerta a la investigación 
de esta problemática actual que requiere de soluciones técnicas, ambiental y económicamente 
viables para el país. 
Palabras clave: cacao, cadmio, remediación, toxicidad. 
ABSTRACT 
Colombia is widely known for producing fine and flavor cacao. Thus, its exportation 
represents an economic opportunity to be explored and expanded in the country. Nonetheless, high 
levels of cadmium have been detected in cacao, which generally exceed Maximum Permissible 
Values as defined by the European Union in 2019. With the aim of providing alternative solutions, 
a review was made to compile information related to physic-chemical properties of soil and, its 
effects on Cd uptake by cacao trees. Detection and analysis techniques used to evaluate Cd levels 
in soil and plants were described to define the need of implementing agricultural practices and/or 
mitigation strategies to reduce Cd. This review identified international referrals as Ecuador and 
Peru, which have already set Cd regulations, defined Maximum Permissible Levels for this metal, 
developed studies to decrease Cd, and established agricultural practices according to their own 
conditions. Regarding remediation techniques, those based on biological processes have a greater 
potential to be used in the fields on cacao plantations, as they are environmentally friendly, provide 
nutrients to soil and, are more efficient in reducing Cd bioavailability than those based on physic-
chemical methods. Phytoextraction seemed to be the most suitable technique for reducing Cd, once 
it relies on the utilization of plants to accumulate or transform this metal. In conclusion, the aim 
of this work was to produce a customized consultation guide adapted for Colombia. Despite having 
identified a wide variety and large amount of Cd hyperaccumulators plants in Colombia, there is 
a lack of information, which must be further investigated. Thus, this is an opportunity for research 
approaching technical alternatives that must be environmental and economically viable for 
Colombia. 
Keywords: cacao, cadmium, remediation, toxicity. 
 
 1 
 
1. INTRODUCCIÓN 
1.1.Planteamiento del problema 
Colombia es reconocida por exportar cacao fino y de aroma, categoría en la cual apenas 
está el 5% del cacao producido en el mundo (ICCO, 2016). De igual forma, una significativa 
cantidad de cultivadores en América Latina y Caribe (ALC) están dedicados a la producción de 
cacao de sabor fino y de aroma, el cual se usa comúnmente para productos con alto contenido de 
cacao y en chocolatería especializada, siendo su principal mercado de exportación el europeo 
(Meter et al., 2019). 
En este mismo sentido, vale destacar, que los principales mercados de exportación de cacao 
en Latinoamérica son Estados Unidos, Países bajos, Alemania, Suiza, Bélgica, entre otros. Por otra 
parte, los mayores exportadores en la región del grano de cacao son Ecuador, República 
Dominicana y Perú; y de productos elaborados/semielaborados a base de cacao son Brasil y 
México (Banco de desarrollo de América Latina, 2019). 
Además, el cultivo de cacao en el país se ha convertido en una alternativa de sustitución de 
cultivos ilícitos, favoreciendo las oportunidades de desarrollo económico de las familias que lo 
han incluido dentro de su sistema productivo (Charry et al., 2019; Forero Mendoza et al., 2018; 
Cely Torres, 2017). 
Sin embargo, una vez que la Comisión Europea en la Resolución 844/2014 (Comisión 
Europea, 2014) modifica los límites de concentración de cadmio (Cd) en cacao y actualiza los 
alimentos en los cuales está controlado, incluyendo el cacao, que no estaba inicialmente estipulado 
en el Reglamento 1881/2006 (Comisión Europea, 2006), se presenta unarestricción de 
comercialización a este mercado. Esta modificación fue basada en el reporte de la Comisión 
Técnica de Contaminantes de la Cadena Alimentaria (Contam) de la Autoridad Europea de 
Seguridad Alimentaria (EFSA) que emitió un dictamen sobre el Cd en alimentos respecto a su 
fuente, concentración, ingesta semanal tolerable (2,5µg/kg de peso corporal), entre otros (EFSA 
European Food Safety Authority, 2009). Vale destacar, que el concepto emitido por la EFSA llevó 
en consideración la evaluación de riesgo realizada por el Comité mixto FAO/OMS de Expertos en 
 2 
 
Aditivos Alimentarios (JECFA), que hasta el 2015 se ha ratificado (Norma General Para Los 
Contaminantes y Las Toxinas Presentes En Los Alimentos y Piensos., 2015). 
Las concentraciones establecidas en esa época entraron a regir a partir del 1 de enero de 2019 
(Comisión Europea, 2014), lo que representa una dificultad reciente para la exportación de este 
producto a ese mercado, que es altamente atractivo a nivel económico. Es necesario anotar que 
aún con este panorama, el precio de compra de cacao en Colombia se ha incrementado en el año 
2020 (Red de información y comunicación del sector Agropecuario Colombiano, 2020), esto 
debido a que el país se autoabastece y asume la compra interna del grano y realiza exportaciones 
a Asia, Estados Unidos y México (D. Torres1, Comunicación personal 10 de septiembre de 2020); 
sin embargo, a largo plazo, el país no se puede retirar del mercado europeo quien es el principal 
consumidor de este producto, por lo que requiere encontrar soluciones a esta problemática. 
El Cd en cultivos de cacao es proveniente en gran parte de los fertilizantes usados para 
aumentar la productividad de los suelos, siendo también originado de manera natural del proceso 
de degradación de las rocas. En este sentido, es importante abordar las prácticas que facilitan la 
reducción de este metal en suelos, así como los principales factores que favorecen su incremento 
en plantaciones de cacao y sus concentraciones en suelo, planta y almendra. Este metal es 
absorbido por las plantas y transmitido a los granos de cacao, que al ser ingeridos por el ser humano 
se bioacumula, lo que resulta peligroso debido a sus efectos tóxicos y carcinogénicos (World 
Health Organization, 2010). 
De acuerdo a lo mencionado anteriormente, existe una necesidad apremiante de encontrar 
soluciones a corto, mediano y largo plazo para mitigar el problema del Cd en suelos, dado que el 
cacao en Colombia es de gran importancia a nivel socio-económico. 
Considerando que la problemática de concentraciones elevadas de cadmio en plantas de 
cacao en Colombia se conoce recientemente y los estudios que tratan sobre esta temática aún son 
limitados, este trabajo busca presentar a los agricultores y demás actores involucrados en este 
proceso, la recopilación de información actualizada a la fecha, direccionada a la reducción de este 
metal en plantaciones de cacao partiendo de las prácticas agrícolas convencionales hasta diferentes 
 
1 Ingeniero Diego Torres, director de Fedecacao Seccional Urabá 
 3 
 
tecnologías de remediación que presenten mayor eficiencia técnica y viabilidad ambiental y 
económica en este aspecto. 
1.2.Objetivos 
1.2.1 Objetivo General 
• Preparar una guía actualizada con diferentes estrategias para mitigar la presencia de cadmio en 
cultivos de cacao en Colombia, ofreciendo así un estado del arte del problema a nivel nacional 
y diferentes alternativas de solución con eficiencia ambiental y económica para su 
implementación en campo. 
1.2.2 Objetivos Específicos 
• Presentar una revisión de técnicas de detección y análisis de Cd en suelo como medida 
preliminar para la evaluación de este metal. 
• Describir las características físico-químicas y biológicas de los suelos que inciden en la 
acumulación de Cd en plantaciones de cacao en Colombia. 
• Examinar las técnicas de remediación descritas para reducir la concentración de Cd en 
plantaciones de cacao en todo el mundo. 
 
 
 4 
 
2 MARCO TEÓRICO 
2.1 Generalidades del Cultivo de Cacao 
El cacao es un árbol de sotobosque que se ubica taxonómicamente en el orden Malvales, 
familia Malvaceae, género Theobroma, especie Theobroma cacao L., que crece naturalmente en 
América del Sur y Centroamérica, donde se cultivaba como alimento y utilizaba como moneda 
antes de la llegada de los españoles. 
El árbol es de porte bajo, leñoso y fuerte (Figura 1a), posee dos tipos de raíz, la pivotante 
que le brinda soporte y anclaje pudiendo alcanzar 2 metros de profundidad y las secundarias donde 
se encuentran los pelos adsorbentes que se ubican normalmente en los primeros 30 cm del suelo 
(Figura 1b). El tronco originado a partir de la semilla sexual crece hasta una altura de 0.80 a 1.50 
m donde se divide, originando un verticilo de 4 o 5 ramas. Las hojas son de forma alargada, de 
tamaño medio unidas al tallo por el pecíolo y en su inserción presentan una yema axilar. Las flores 
del cacao son hermafroditas y se encuentran distribuidas en el tronco, agrupadas en cojines florales 
(floración caulinar) (Figura 1c). El fruto es una baya protegida por una cáscara externa, en su 
interior se encuentran los granos que pueden variar de 20 a 50 por fruto, cubiertos por un mucílago 
(Figura 1d). Los granos fermentados y secos son los que se transforman en productos de chocolate 
y sus derivados (Fedecacao, 2015). 
 
 
 
 
 
 
 
 5 
 
Figura 1 
Características morfológicas del cacao 
Figura 1a. Árbol de cacao. 
Nota. Adaptado de Árbol de cacao híbrido [Fotografía] 
por Fedecacao, 2015 
Figura 1b. Esquema de raíz del cacao. 
Nota. Adaptado de Esquema de la raíces del cacao. 
[Fotografía] de Fedecacao, 2015 
Figura 1c. Flor de cacao 
Nota. Adaptado de La Flor [Fotografía] 
por Fedecacao, 2015 
 
Figura 1d. Frutos de cacao 
Nota. Adaptado de El fruto y Tipos de cacao 
[Fotografía] por Fedecacao, 2015 
Se han descrito dos subespecies, T. cacao ssp. cacao, de frutos alargados con surcos 
pronunciados y semillas blancas, conocido como variedad Criollo y T. Cacao ssp. Sphaerocarpum 
 6 
 
de frutos redondeados con surcos escasamente evidentes y semillas de color púrpura, que se conoce 
como Forastero (Figura 2). La polinización dirigida de los dos tipos, generó un tercero denominado 
híbrido o trinitario que es el tipo de cacao que predomina en Colombia (Fedecacao, 2013). 
Figura 2 
Subespecies de cacao 
Figura 2a. Cacao criollo ICS 60. 
Nota. Adaptado de imágenes de Google 
Figura 2b. Cacao forastero IMC 67. 
Nota. Adaptado de imágenes de Google 
El cacao se cultiva en regiones cálidas y húmedas en más de 50 países ubicados en cuatro 
continentes (África, América, Asia y Oceanía) conforme se puede observar en la Figura 3. 
 
 7 
 
Figura 3 
Regiones productoras de cacao en el mundo 
 
Nota: Adaptado de Regiones productoras de cacao, de Arvelo Sánchez, M. Á., 2017. CC-BY-SA 3.0 IGO 
Para un adecuado desarrollo y producción, el cultivo debe establecerse bajo sistemas 
agroforestales asociado con cultivos de ciclo corto, sombríos temporales y permanentesde forma 
tal que contribuya a preservar la biodiversidad, propiciar un microclima favorable para la vida, 
aumentar la productividad vegetal y animal, diversificar la producción, disminuir los riesgos del 
agricultor, mitigar los efectos perjudiciales del sol, el viento y la lluvia sobre los suelos, entre otros. 
Comparado con la mayoría de los cultivos, el cacao requiere una menor cantidad de insumos 
externos, un manejo cultural de plagas y enfermedades, y se cuenta con la tecnología para que su 
manejo se realice de forma ecológica (Fedecacao, 2013). 
Las condiciones agroambientales para el cultivo de cacao en Colombia son: temperatura 
entre 18 °C y 32 °C, con una óptima entre 24°C y 28 °C, pH entre de 5.0 a 7.5, precipitaciones 
anuales entre 1500 y 3800 mm, altura sobre el nivel del mar que va de 0 a 1200 metros en las zonas 
de Valles Interandinos Secos (VIS), la Zona Marginal Baja Cafetera (ZMBC), la Montaña 
Santandereana (MS) y el Bosque Húmedo Tropical (BHT) (Fedecacao, 2013; Meter et al., 2019). 
Estas condiciones se cumplen para los departamentos de Santander, Antioquia, Arauca, 
Huila, Tolima y Nariño, entre otros, los cuales sobresalen en la producción nacional, donde se 
siembran los clones o materiales evaluados por Agrosavia, Fedecacao, Compañía Nacional de 
Chocolates y Casa Luker, liberados con la certificación del ICA por zona agroecológica. En la 
Figura 4 se puede apreciar parte del sistema de producción en Colombia. 
 8 
 
Figura 4 
Representación de proceso productivo de cacao en Colombia 
Figura 4a. Plántulas en vivero. 
Nota. Adaptado de imágenes de Google 
 
Figura 4b. Cosecha de cacao. 
Nota. Adaptado de imágenes de Google 
Figura 4d. Secado de grano. 
Nota. Adaptado de imágenes de Google 
Figura 4b. Cultivador de cacao. 
Nota. Adaptado de imágenes de Google 
2.1.1 Aspectos Socioeconómicos del Cultivo de Cacao 
En las últimas décadas, el contenido de Cd en los productos derivados del cacao amenaza 
la seguridad alimentaria mundial, la salud humana y el futuro de las chocolaterías. El aumento de 
la biodisponibilidad del Cd es un problema agudo en la horticultura basada en el cacao. La pobreza, 
el mantenimiento deficiente, el poco conocimiento sobre la propensión a la fijación del Cd en el 
cacao desalientan la aplicación de medidas de mitigación de riesgos. La acumulación progresiva 
de Cd, con una vida media de 10 a 30 años, en el cuerpo humano, a niveles de trazas, puede dar 
lugar a graves complicaciones para la salud en los niños que son los principales consumidores de 
 9 
 
chocolate y que tiende a aumentar en morbilidad y mortalidad en la transición demográfica para 
el año 2050. En este sentido, el desarrollo de clones de cacao con la capacidad de absorber bajos 
niveles de Cd de los suelos e investigaciones sobre el Cd y el cacao en lugares específicos podrían 
contribuir a limitar la transferencia trófica del Cd. 
El cultivo de cacao constituye la principal fuente de ingresos para aproximadamente 38.000 
familias campesinas colombianas, siendo el 95% pequeños productores con un promedio de 3,5 
ha. Esta actividad agrícola genera cerca de 155.000 empleos (Huila, 2018) y la mano de obra es 
aportada por la familia con contratos temporales para injertación, podas y cosecha; en la fase de 
manejo y sostenimiento, por cada tres hectáreas de cacao se requiere un trabajador permanente y 
2,65 ocasionales; por ello se considera que este cultivo dinamiza la economía de las zonas en las 
cuales se desarrollan proyectos cacaoteros, que normalmente presentan problemáticas sociales 
como pobreza, desempleo, violencia, cultivos ilícitos y grupos armados (Fedecacao, 2013). 
El Programa Nacional Integral de Sustitución de Cultivos Ilícitos (PNIS) voluntaria en el 
que se incluye cacao, que se desarrolla en Colombia por iniciativa gubernamental plantea que 
"Formalizar para Sustituir", es una de las vías para acabar con este tipo de actividades y propiciar 
el ingreso a las acciones productivas a unas 130.000 familias vinculadas a este programa en 14 
departamentos y 55 municipios del país (Fedecacao, 2019). 
Desde el punto de vista de estatus tecnológico del cacao, en Colombia este es considerado 
bajo debido a la poca densidad de siembra (600 a 700 árboles/ha), con material híbrido de escaso 
rendimiento y sombrío de poca utilidad o interés económico (Fedecacao, 2015). Los datos de 
producción por departamento, se observan en la Figura 5. 
 
 
 
 
 
 10 
 
Figura 5 
Producción de cacao en Colombia 
 
Nota. Adaptado de Cifras departamentales [Fotografía], por Diario del Huila, 2018, 
https://www.diariodelhuila.com/fedecacao-abrira-en-el-huila-agencia-para-compra-del-grano 
En 2019, en Colombia se sembraron 175.000 ha en las que se obtuvo una producción de 
cacao de 59.665 t, lo cual representó un incremento del 4,9 % en comparación con el 2018. En el 
mercado interno, la comercialización del grano se realiza mayoritariamente con dos empresas 
(Nutresa y Casa Luker) que compran directamente más del 80% de la producción y el restante 
abastece también a pequeños productores chocolateros (Abbott et al., 2019). De su producción, 
fueron exportadas 9.000 t, manteniendo como principales destinos de exportación México, 
Malasia, Bélgica, Estados Unidos, Holanda e Indonesia (Fedecacao, 2020). 
 La Tabla 1 presenta los países a los que Colombia realizó exportaciones en el año 2019, 
en la cual se observa que sobresale México como el principal destino de exportación con 4.348 t 
y una participación del 55% en el mercado. Un mercado internacional atractivo para este producto 
es el de la Unión Europea (UE), tornándose vital el cumplimiento de su normativa vigente para 
poder acceder al mismo. 
 
 
 11 
 
Tabla 1 
Destino y volumen de las exportaciones de cacao en Colombia - octubre de 2019 
País Destino 
A Sep./2018 A Sep./2019 
Total, 
Toneladas 
Participación 
Total, 
Toneladas 
Participación 
México 1774 29% 4348 55% 
Malasia 1259 20% 1450 18% 
Bélgica 375 6% 877 11% 
Estados Unidos 273 4% 435 5% 
Indonesia 175 3% 250 3% 
Países Bajos - Holanda 359 6% 232 3% 
Argentina 225 4% 200 3% 
España 576 9% 25 0% 
Francia 14 0% 15 0% 
Otros 1150 19% 98 1% 
Subtotal 6180 100% 7930 3701 
Fuente: Ministerio de Agricultura, 2019, elaboración propia 
La producción de cacao en América abarca una superficie superior a 1.700.000 ha y genera 
flujos comerciales superiores a los 900 millones de dólares de exportaciones anuales (Arvelo 
Sánchez et al., 2017). 
El 94% de la producción mundial que representa 4.645.000 t para el año 2019, se concentra 
en diez países, entre los que se destacan Costa de Marfil y Ghana con una participación del 62% 
(2.900.000 t), Colombia figura en el puesto diez con 55.000 t (Tabla 2). 
Tabla 2 
Producción Mundial de Cacao (miles de toneladas) 
País 2013/2014 2014/2015 2015/2016 2016/2017 2017/2018 
Costa de Marfil 1746 1796 1581 2020 2000 
Ghana 897 740 778 970 900 
Indonesia 375 325 320 270 240 
Brasil 228 230 141 174 190 
Nigeria 248 195 200 245 260 
Ecuador 232 261 232 290 280 
 12 
 
País 2013/2014 2014/2015 2015/2016 2016/2017 2017/2018 
Camerún 211 232 211 246 240 
Perú 81 92 105 115 120 
República Dominicana 70 82 80 57 70 
Colombia 49 5153 55 55 
Subtotal 4137 4004 3701 4442 4355 
Fuente: MINAGRI-Perú, 2019, elaboración propia 
En el caso de las importaciones, para el período 2013 a 2017, Holanda, EEUU, Alemania, 
Bélgica, Malasia e Indonesia importaron entre 1.926.000 t y 2,395.000 t (Dirección General de 
Políticas Agrarias, 2019). En la Tabla 3 se listan los diez países del mundo que más importaron 
cacao en grano para el periodo comprendido entre 2013 y 2017, las cuales crecieron 6,3% 
promedio anual. 
Tabla 3 
Importación a Nivel Mundial de Cacao (miles de toneladas) 
País Importador 2013 2014 2015 2016 2017 
Países Bajos 622 651 703 819 939 
Estados Unidos 449 437 479 421 470 
Alemania 293 245 301 343 354 
Bélgica 250 264 246 304 320 
Malasia 312 299 222 214 312 
Indonesia 31 109 53 61 246 
Francia 124 138 133 149 142 
España 103 109 106 111 124 
Reino Unido 73 60 58 43 107 
Turquía 82 91 85 87 103 
Otros 665 691 635 699 721 
Subtotal 3004 3094 3021 3251 3838 
Fuente: MINAGRI-Perú, 2019, elaboración propia 
2.2 Características del Cadmio 
El cadmio, de símbolo Cd, número atómico 48 y con estado de oxidación +2, es un metal 
pesado de color blanco, naturalmente encontrado en la corteza terrestre en forma de óxidos 
 13 
 
complejos, sulfuros y asociado a carbonatos de zinc, plomo y cobre y no tiene una función 
conocida en los seres humanos (UNEP, 2010, Agency for Toxic Substances and Disease Registry 
ATSDR, 2012; Kabata-Pendias & Pendias, 2001). 
Su origen en suelos ocurre a partir de erupciones volcánicas, la meteorización de la roca 
madre o por actividades antropogénicas, como la minería, refinación de minerales metálicos, 
desechos industriales de galvanizado, fabricación de plásticos, pigmentos para pinturas, pilas, 
fertilizantes fosfatados, uso de roca fosfórica, generación de lodos de depuradora y formación de 
compost (ATSDR, 2012; Kirkham, 2006; GESAMP, 1985). 
Este agente tóxico asociado a la contaminación ambiental e presenta efectos adversos para 
el hombre y el medio ambiente, se bioacumula, es persistente en el medio ambiente y puede ser 
transportado a través de grandes distancias con el viento y en los cursos de agua (Silva Orozco, 
2019) 
2.2.1 Exposición y Efectos en la Salud Humana 
La vía de exposición al cadmio por el ser humano es principalmente por su ingesta, la cual, 
en el caso de los granos de cacao, es transmitido por las plantas que lo absorbieron del suelo 
contaminado (World Health Organization, 2010). Este metal puede ser también inhalado y 
absorbido por los pulmones en trabajadores o personas que fuman tabaco; vale destacar que la 
exposición dérmica a este metal no es significativa, por lo cual se desconsidera en su evaluación 
de riesgo (ATSDR, 2012; International Cadmium Association [ICdA], s.f.). 
Los efectos tóxicos del cadmio al ser ingerido se presentan principalmente en los riñones, 
en los que se manifiesta en forma de daño renal tubular y glomerular con proteinuria (Ram, 2020; 
Pérez García & Azcona Cruz, 2012; UNEP, 2010; ICdA, s.f.). 
De igual forma, presenta un efecto negativo en los huesos, una vez que el cadmio altera el 
metabolismo del calcio, lo que puede resultar en el desarrollo de osteoporosis, osteomalacia, 
fractura y dolor intenso (Reyes-Hinojosa et al., 2019; UNEP, 2010). El síndrome de Itai-Itai en 
Japón es la forma más severa de la intoxicación crónica por Cd, que también se manifiesta en el 
deterioro de los huesos y es causado por el consumo de arroz contaminado con altas 
 14 
 
concentraciones de Cd, debido a la descarga desmesurada en la cuenca del río Jenzu (Kaji, 2012; 
Rahimzadeh et al., 2017). 
La Agencia Internacional de Investigación en Cáncer (IARC) clasifica el cadmio y sus 
compuestos dentro del grupo 1, es decir, carcinogénico para humanos (IARC, 1993), pues una vez 
inhalado en altas concentraciones puede producir cáncer de pulmones (UNEP, 2010). 
2.2.2 Efectos de Cadmio en las Plantas 
La principal vía por la cual el cadmio entra a la planta son las raíces (Ge et al., 2012), 
siendo que su absorción en la planta puede darse gracias al transporte accidental de iones como el 
Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+ y Mg2+ por transportadores específicos y no-específicos, de manera que no 
ha sido identificada una vía específica de entrada del Cd a la célula. Después de absorbido, el Cd2+ 
llega a las hojas a través del xilema, de allí se mueve al floema de donde llega a los frutos, de tal 
manera que se puede acumular en los granos de cacao (Gramlich et al., 2017; Shahid et al., 2017). 
Adicionalmente, la absorción de cadmio también puede ocurrir como complejos 
inorgánicos de CdCl+, CdCl2, CdSO4 o como complejos orgánicos tales como los fitometalóforos 
(Irfan et al., 2013). La absorción de cadmio a través de la membrana plasmática de las células de 
la raíz se controla por las diferencias en el potencial electroquímico entre la actividad de Cd2+ en 
el citosol y la del apoplasto de la raíz conforme se ilustra en la Figura 6 (Song et al., 2017). 
 
 15 
 
Figura 6 
Mecanismos de regulación que subyacen al transporte de Cd en las raíces, tallos y hojas de las 
plantas, mostrando la absorción en las células de las raíces, tallos y hojas a través de la vía 
simplástica y la retención en las raíces y hojas a través del almacenamiento vacuolar y la carga 
del xilema 
 
Nota: Adaptado de Cadmium absorption and transportation pathways in plants, por Song et al., 2017, 
International Journal of Phytoremediation, 19 (2) 
 16 
 
 En suelos contaminados con cadmio, las plantas expuestas presentan modificaciones en la 
apertura estomática, fotosíntesis y la transpiración. El cadmio absorbido por las plantas causa 
señales de deficiencia de nutrientes, altera el metabolismo, en particular en las enzimas del ciclo 
de Krebs y la fotosíntesis, lo que se relaciona con la aparición de clorosis, necrosis y 
enrojecimiento de las venas, además altera la fisiología de la planta relacionada con la absorción 
de Fe, Zn, Mn, Cu, P, K, Ca, Mg y S (Hernández-Baranda et al., 2019; Irfan et al., 2013; Rodríquez-
Serrano et al., 2008). 
La planta de cacao absorbe el Cd de manera diferencial dependiendo del clon o variedad, 
entonces una estrategia de reducción de este elemento es evaluar y encontrar materiales con bajo 
contenido de Cd en grano, como el trabajo realizado en Honduras donde se evaluaron 11 cultivares 
de cacao por la capacidad de absorción y translocación de cadmio, analizando portainjertos, tallos, 
hojas y almendras. Este estudio encontró que las concentraciones de Cd del suelo disponible se 
correlacionaron más estrechamente con las concentraciones de Cd de los portainjertos (R 2 = 0.56), 
tallos (R 2 = 0.59) y hojas (R 2 = 0.46) que con las concentraciones de Cd en las almendras (R 2 
= 0.26). Los resultados permiten inferir que la siembra de clones de cacao con baja transferencia 
de Cd a los granos tiene un buen potencial para mantener las concentraciones de este elemento 
indicadas para su consumo (Engbersen et al., 2019). 
Estudios del sistema radicular en cacao han permitido establecer que la exudación de 
metabolitos secundarios por las raíces permite modificar el entorno rizosférico para restringir la 
entrada de Cd en la planta mediante la inmovilización o quelación, lo que influye en la 
solubilización y movilización de éste. Una posible línea de investigación a seguir sería evaluar y 
encontrarmateriales con estas características fisiológicas (Rodríguez Albarrcín et al., 2019). 
2.2.3 Factores que Afectan la Presencia de Cadmio en Planta de Cacao y Suelo 
Es importante elucidar los factores determinantes que facilitan o impiden el transporte, 
adsorción e inmovilización de este metal, una vez que el Cd es fácilmente captado por las plantas 
debido a su movilidad en el sistema suelo-planta. 
En estudios de modelación de la variabilidad espacial del Cd en el suelo, tejido vegetal, 
hojarasca y el pH del suelo, realizado en fincas con alta concentración de Cd en el centro de 
 17 
 
Colombia, se encontró que a mayor profundidad del suelo había una disminución del Cd total y 
Cd disponible en 18% y 36%, respectivamente, igualmente se encontró que la incorporación de 
variables explicativas como el pH, contenido de cadmio total y disponible en el suelo, contenido 
de cadmio en hojas y hojarasca, eran significativas en el modelo (Rodríguez Albarrcín et al., 2019). 
Argüello et al. (2019) evaluaron muestras de suelo y plantas de 560 lugares en Ecuador 
detectando en media, una concentración de Cd de 0,44 mg/kg en suelo, la cual según los 
investigadores puede ser considerada normal en suelos jóvenes y no contaminados y, en promedio 
0,90 mg/kg de Cd en granos. El análisis de regresión multivariante realizado mostró que las 
concentraciones de Cd de los granos incrementaron con el aumento del Cd total del suelo y con la 
disminución del pH del suelo, del Mn extraíble y del carbono orgánico. Los oxihidróxidos de Al, 
Mn y Fe son fuertes adsorbentes de metales y, en especial el Mn presenta gran afinidad por el Cd, 
lo que favorece que sea tan biodisponible en el medio. Así, se entiende que la solubilidad del Cd 
en el suelo afecta principalmente la captación de Cd por las plantas. Contrario a esto, se observó 
que la concentración de Cd en granos disminuyó en 1,4 veces conforme la edad de la plantación 
incrementó entre 4 a 40 años. Los autores concluyeron que las concentraciones relativamente 
mayores de Cd del grano, están relacionadas con la alta capacidad de absorción de Cd de las plantas 
combinadas con su cultivo en suelos jóvenes, en lugar de suelos erosionados y agotados por el Cd 
y que las estrategias de mitigación deberían considerar la aplicación de enmiendas para modificar 
esas propiedades del suelo a fin de reducir la disponibilidad del metal en el suelo. 
Otros estudios explican que esta captación del Cd por las plantas puede ser favorecida por 
factores relacionados a las propiedades del suelo como el tamaño de las partículas del suelo, pH, 
temperatura, capacidad de intercambio catiónico (CIC), actividad microbiana, presencia de otros 
metales como el Zn y aplicación de fertilizantes, los cuales son una de las principales fuentes de 
este metal en cultivos de cacao; así como por la fisiología de la planta, el área superficial de las 
raíces, los exudados radiculares y transpiración (Shreeya et al., 2020; Shahid et al., 2017; UNEP, 
2010). 
En este sentido, es vital primero determinar la fracción de Cd total que está realmente 
disponible para la biota, en otras palabras, su biodisponibilidad, para comprender su 
 18 
 
comportamiento biogeoquímico que depende en gran medida de la concentración de Cd libre en 
el medio, conforme ilustrado en la Figura 7 (Shahid et al., 2017). 
Figura 7 
Circulación del cadmio en el medio ambiente 
 
Nota: Adaptado de Flujo del cadmio en el medio (modificado de McLaughlin & Singh, 1999), Sánchez 
Barrón, 2016. 
2.2.3.1 pH 
El pH del suelo es un factor determinante y limitante en la biodisponibilidad del Cd (He et 
al., 2015; Kirkham, 2006), el cual está principalmente asociado con coloides del suelo y presenta 
varias formas químicas dependiendo de las condiciones del medio, como las catiónicas CdHS+, 
CdOH+, CdHCO3+, CdCl+ y aniónicas Cd(HS)42-, Cd(OH)3-, Cd(OH)42-, CdCl3-. A un pH bajo, la 
 19 
 
forma predominante del Cd es Cd2+, CdSO4 o CdCl+, contrario a lo observado en condiciones 
alcalinas en las cuales, formas menos biodisponibles como CdHCO3+, CdCO3 o CdSO4 están 
presentes. De tal manera que, a pH bajo, el Cd que estaba presente en forma de óxidos o carbonatos 
de Fe y Mn, fuertemente ligado a las partículas del suelo, pasa a un estado móvil y fitodisponible 
e intercambiable (Shahid et al., 2017). La Figura 8 ilustra el comportamiento del Cd frente a la 
variación del pH en el medio. 
En ese orden de ideas, suelos con pH mayor a 7,5, el Cd precipitado y adsorbido en las 
partículas del suelo se mantiene inmovilizado (Shreeya et al., 2020) posiblemente por la baja 
solubilidad de los carbonatos y fosfatos (Meter et al., 2019; Nieves et al., 2019). 
Figura 8 
Concentración de cadmio frente a variación del pH 
 
Nota: Adaptado de Influencia del pH en la concentración de distintos metales en la solución del suelo, 
Kabata-Pendias & Pendias, 2001 
Resultados similares respecto a la relación entre el pH y la biodisponibilidad del Cd en 
suelo fueron observados por Argüello et al., (2019) a partir de una regresión multivariada de 
análisis de muestras de suelo y planta de 560 lugares diferentes en Ecuador, quienes observaron 
que las concentraciones de Cd en granos de cacao aumentaron a mayores concentraciones de Cd 
en el suelo y la subsecuente disminución del pH en el medio. En suelos de Perú se encontraron 
resultados concordantes, una vez que fue observado por Scaccabarozzi et al., (2020) una 
correlación positiva entre la alcalinidad del suelo y mayor concentración de Cd en este, en lugar 
de la planta. 
 20 
 
Vale resaltar, no obstante, que el pH no es homogéneo en el suelo una vez que las raíces 
de las plantas bajo estrés secretan compuestos orgánicos e inorgánicos para su protección lo que 
puede modificar las condiciones del medio (Shreeya et al., 2020). 
Ramtahal et al., (2019) encontraron que tratamientos con cal y biochar, es decir, carbón 
vegetal pirolizado, fueron efectivos en ensayos in vitro en la inmovilización del Cd presente en el 
suelo en un 80 – 85% (Figura 9). En el caso del biochar, su acción ocurre gracias a sus propiedades 
físico químicas que incluyen un área superficial aumentada, así como su gran capacidad de 
intercambio catiónico lo que le permite formar complejos con los iones del metal, en este caso Cd. 
Adicionalmente, el biochar tuvo un efecto en el pH del suelo, alcalinizándolo en 0,5 a 1,0 unidades, 
lo cual favorece aún más la inmovilización del Cd reduciendo su biodisponibilidad para las plantas, 
conforme mencionado anteriormente. 
Figura 9 
Efecto de aplicación de biochar y cal en la concentración de cadmio en el suelo 
Nota: 0, 0.5x, 1x, 1.5x y 2x son las tasas de aplicación. Adaptado de The effect of application rates (0, 0.5x, 
1x, 1.5x and 2x) of biochar and lime to cadmium contaminated soil on soil pH, Ramtahal et al., 2019 
El pH en el suelo determina la carga de este, siendo que a mayor pH más negativamente 
cargado se encuentra la superficie del suelo y viceversa. Bajo condiciones ácidas, los iones de H+ 
compiten con el Cd por sitios de unión, lo que resulta en la desorción del Cd a partir de las 
 21 
 
partículas del suelo al medio. Por otro lado, bajo condiciones alcalinas, los sitios de intercambioestán rápidamente disponibles para la unión con la forma catiónica del metal (Shahid et al., 2017). 
Este fenómeno químico es importante en el momento de tomar decisiones respecto a las 
medidas de tratamiento que se desean usar para la mitigación del metal en el suelo, una vez que si 
se desea implementar técnicas de fitorremediación el pH del medio debe ser acidificado 
favoreciendo la biodisponibilidad del Cd; por otro lado, si el objetivo es apenas inmovilizarlo se 
sugiere la alcalinización del suelo. 
En caso que se opte por usar alguna enmienda en el suelo que modifique el pH de éste, es 
importante que esta pueda ser incorporada eficientemente, para evitar daños en las raíces 
superficiales de la planta, sin embargo, pueden ser usadas mezclas con los aditivos de materia 
orgánica, tales como el compost, abonos, biosólidos, lodos, entre otros (Meter et al., 2019). 
En Colombia se encuentran cinco zonas de acuerdo con las características agroecológicas 
del país, la zona centro comprende los departamentos del Tolima, Huila, Valle del Cauca, la cual 
posee los suelos más fértiles. Los Llanos Orientales, departamentos del Meta y Casanare, sus 
suelos son menos fértiles y se caracterizan por tendencia a la acidez. En el Caribe húmedo, 
comprende Antioquia, Bolívar, Córdoba y Sucre, con suelos fértiles y en el Caribe seco los 
departamentos del Cesar, Guajira y Santander, sus suelos tienden a ser alcalinos (Fedearroz, 2015). 
A partir de información levantada durante la exploración minera, así como otros informes 
periódicos, se alimenta el portal del Servicio Geológico Colombiano para generar un mapa de 
concentración de Cd en el país (Figura 10), evidenciando el gran vacío de información respecto a 
la caracterización del suelo en Colombia, pues los principales Departamentos productores no son 
evaluados. Esta es una herramienta esencial para la toma de decisiones para fomento de cultivo de 
cacao, que lleve en consideración la concentración de Cd, de tal forma que se puedan tomar las 
medidas necesarias de manera oportuna. 
 
 
 22 
 
Figura 10 
Mapa de Concentración de Cd en Colombia 
 
Nota: Adaptado de Atlas geoquímico de Colombia Concentración de Cadmio (Cd), 2016, www.sgc.gov.co 
 23 
 
De acuerdo con lo reportado en la Tabla 4, respecto al uso de fertilizantes y productos 
fitosanitarios empleados en los sistemas agrícolas de Colombia, se puede apreciar la alta carga 
contaminante de metales pesados que se incorporan al suelo. 
Tabla 4 
Aportes estimados de metales pesados agregados a suelos agrícolas por diferentes fuentes 
(mg/kg) 
Metal 
pesado 
Fertilizantes 
fosfatados 
Fertilizantes 
nitrogenados 
Fitosanitarios Estiércol 
Lodos de 
aguas 
residuales 
Pb 7 – 225 2 – 27 60 6.6 – 15 50 – 3000 
Cd 0.1 – 170 0.05 – 8.5 1.38 – 1.94 0.3 – 0.8 2 – 1500 
Cu 1 – 300 1 – 15 12 – 50 2 – 60 50 – 3300 
Zn 50 – 1450 1 – 42 1.3 – 25 15 – 250 700 – 49000 
Cr 66 – 245 3.2 – 19 13 5.2 – 55 20 – 40600 
Ni 7 - 38 7 - 34 0.8 - 14 7.8 - 30 16 - 5300 
Fuente: Rueda-Saa et al., (2011) 
La aplicación excesiva de agroquímicos que contienen metales pesados, no solo depende 
de su especiación química sino de una serie de parámetros tales como, características del suelo 
(pH, potencial redox, composición iónica de la solución del suelo, capacidad de cambio, presencia 
de carbonatos, materia orgánica, textura); naturaleza de la contaminación (origen de los metales y 
forma de deposición); condiciones medioambientales Evaluación del nivel de cadmio disponible 
en suelo 32 (acidificación, cambios en las condiciones redox, variación de temperatura y humedad) 
(Sahuquillo et al., 2003). 
2.2.3.2 Materia Orgánica 
La materia orgánica (MO) presente en el suelo originada por la descomposición de plantas 
y animales es un factor importante en la biodisponibilidad del Cd, así como descrito anteriormente 
para el pH (Meter et al., 2019; Shahid et al., 2017; Arévalo-Gardini et al., 2016; He et al., 2015; 
Kirkham, 2006). 
 24 
 
De forma general, la MO influencia la biodisponibilidad del Cd en el suelo una vez que 
altera sus propiedades como, CIC, pH, distribución de las partículas del suelo, porosidad, 
actividades enzimáticas y microbianas (Shahid et al., 2017), densidad aparente, estructura, acidez, 
disponibilidad de nutrientes y disminución de la disponibilidad de metales pesados (Arévalo-
Gardini et al., 2016), sin embargo, también ha sido reportado que las sustancias húmicas se ligan 
al Cd2+ en una mayor proporción que los ligandos inorgánicos a veces forman complejos solubles 
con cadmio y aumentan su movilidad. 
Estudios realizados en Ecuador por Chavez et al.,(2016) encontraron que la mayor fracción 
soluble de Cd en suelo es aquella acoplada a la materia orgánica (MO), por lo tanto, la 
disponibilidad del metal para las plantas puede ser limitada por cambios de pH en el medio y 
descomposición de la MO. 
Suelos con alta carga de MO son más eficientes en reducir la captación de Cd por las plantas 
como resultado en la sorción de este e incluso se reporta una afinidad de hasta 30 veces más elevada 
que en suelos minerales, por lo cual la MO juega un papel muy importante por su capacidad de 
unirse y acumular Cd (Kirkham, 2006). 
Gramlich et al., (2017) incorporó la MO como otra variable en su análisis, lo que mejoró 
la calidad del sistema que estaba evaluando, demostrando así, que esta es un factor importante en 
la disponibilidad del Cd en el suelo. Bajo contenido de MO en el suelo está asociado con la 
captación de Cd por las plantas (Argüello et al., 2019; Gramlich et al., 2017). 
Como fuente de MO también ha sido evaluado la aplicación de biochar al suelo, el cual 
reduce la movilización de Cd en el suelo, de modo que se disminuye el Cd biodisponible en plantas 
(Shreeya et al., 2020). 
La cantidad de Cd unido a materia orgánica y la fracción residual (inmóvil) parecen ser 
relativamente estables en el suelo, mientras que sus formas intercambiables aumentan 
significativamente tras la aplicación de tratamientos de lodos. Sin embargo, el movimiento de 
metales pesados incluso tras las aplicaciones de lodo al suelo sigue siendo limitado y es más 
probable en suelos arenosos, ácidos, bajos en materia orgánica, acompañados con elevada 
precipitación o irrigación (Sánchez Barrón, 2016). 
 25 
 
FEDECACAO (2015) recomienda para Colombia realizar encalamiento en suelos con pH 
menor de 5, con saturación de aluminio, tomando en cuenta el nivel de Ca más Mg, encalando el 
suelo un mes antes de la fertilización aplicando cal agrícola (CaCO3), cal dolomítica CaMg (CO3)2 
y fosforitas. 
2.2.3.3 Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) 
La CIC es la retención de cationes en el suelo, es decir que con una buena CIC se lograría 
que el Cd en el suelo disminuyera su biodisponibilidad, por el contrario si la CIC disminuye, hay 
una mayor competencia entre los cationes y el Cd2+ por los sitios de unión presentes en el suelo, 
resultando en la desorción del metal y su consecuente aumento en el medio (Meter et al., 2019). 
De acuerdo a lo reportado por Ramtahal et al., (2019) y Shahid et al., (2017) un incremento 
en los valores del pH genera el aumento de la CIC, lo cual termina favoreciendo que el Cd se una 
más fuertemente a las partículas de arcilla y MO, tornándolo menos disponible para las plantas 
La CIC es un buen indicador de la fertilidadde un suelo al estar relacionado a una mayor 
adsorción de iones y menor pérdida de nutrientes por lixiviación. Los mayores valores de CIC 
están relacionados posiblemente al mayor contenido de arcilla y materia orgánica en estos suelos 
(Arévalo-Gardini et al., 2016). 
De acuerdo con Jaramillo, (2002) en Colombia predominan las condiciones de clima cálido 
y húmedo, la mayor parte de los suelos del país están caracterizados por poseer contenidos 
importantes de arcillas de baja actividad, medios a bajos contenidos de materia orgánica, bajos 
contenidos de bases y valores bajos de CIC y de pH. 
Como estrategia para inmovilizar el Cd en el suelo, la aplicación de biochar ha demostrado 
reducir la biodisponibilidad del Cd en los granos de cacao. Las tasas de reducción son comparables 
al encalado y tiene una influencia aditiva al encalado. Sin embargo, el carbón activado o el biochar 
es una enmienda costosa para el suelo y no es rentable para los agricultores que cultivan cacao. El 
Biochar tiene una superficie específica superior y una mayor capacidad para retener metales 
pesados (Comisión del Códex Alimentarius, 2020). 
 26 
 
La formación de grupos funcionales superficiales y de sitios de adsorción en el biochar 
pueden influenciar su CIC y consecuentemente favorece la capacidad de enmendar el suelo para 
formar complejos con los iones metálicos (Ramtahal et al., 2019). 
En investigación con biocarbón (BC) derivado de diversos materiales y paja de cultivo (CS) 
para disminuir la biodisponibilidad de metales pesados en suelos contaminados con Cd en maní 
cultivados en macetas de plástico con BC o CS al 5% (peso seco, p/p) en ambiente controlado 
comparado con vid de maní (PV) y paja de arroz (RS), mostró que a la misma edad de la planta, 
el crecimiento con BC (en comparación con PV y RS) condujo a tasas de contenido de Cd 13.56% 
y 8.28% más bajas en las partes aéreas, tasas de contenido de Cd 40.65% y 35.67% más bajas en 
las semillas, pero 9.08% y 7.09% menores tasas de contenido de Cd en las raíces, pero 35.80% y 
28.48% menores tasas de contenido de Cd intercambiable en el suelo. Además, la enmienda BC 
mejoró la biomasa del maní y la calidad fisiológica. Por lo tanto, BC tuvo un mayor impacto en la 
inmovilización de Cd en el suelo y en promover el crecimiento del maní, y concluyen que el 
empleo de BC puede ser una enmienda prometedora, económica y ecológica para remediar el suelo 
contaminado con Cd (Chen et al., 2020). 
2.2.3.4 Textura 
La textura del suelo es una característica que influye en el contenido y biodisponibilidad 
de Cd en este, debido a las diferentes capacidades de intercambio catiónico (Kabata-Pendias & 
Pendias, 2001). Los suelos de textura fina (arcillas) generalmente tienen una mayor capacidad de 
adsorción que los suelos de textura más gruesa (arenas), sin embargo, el contenido total de Cd y 
su biodisponibilidad parecen ser más altos en los suelos francos (mezcla de arcilla, arena y limo) 
que en los suelos arenosos (Kabata-Pendias & Pendias, 2001; Meter et al., 2019). 
Se ha reportado también que la baja movilidad del Cd en suelos arcillosos se debe a la gran 
afinidad de este metal con los minerales de la arcilla, humus y los óxidos de Al y Fe (Shreeya et 
al., 2020). 
En investigación realizada para determinar las concentraciones de Cd en fracciones 
hidrosolubles, unidas a los carbonatos y totales en partículas de diferentes tamaños de un suelo 
lacustre de la cuenca del Lago de Valencia, Venezuela, con importante concentración de Cd 
 27 
 
tamizado a 2 mm, se fraccionó el suelo con tamices de acero inoxidable de 1 mm, 0,5 mm y 0,25 
mm dispuestos en serie para la extracción de Cd total, el hidrosoluble y el unido a los carbonatos. 
La concentración del Cd en cada extracto se determinó por absorción atómica y los resultados 
obtenidos se sometieron a análisis estadístico. Como resultado se encontró que la concentración 
total de cadmio en el suelo resultó superior a lo que establecen las normativas en suelos agrícolas 
(0,7 mg/kg) y en sedimentos de origen lacustre (0,1-1,5 mg/kg). Para las partículas más pequeñas 
se obtuvieron las mayores fracciones de cadmio hidrosoluble (6%) y cadmio unido a los carbonatos 
(24%). Se concluye que no existen diferencias significativas entre el tamaño de las partículas de 
suelo y la concentración contenido total de Cd (González et al., 2010). 
Los suelos para el cultivo de cacao, deben presentar texturas medianas (francos) que 
permitan buena aireación, con un equilibrio entre partículas de arena, limos y arcillas, lo que le 
permite tener una buena retención de agua por buen tiempo y a la vez poseer un buen drenaje que 
permita la circulación del agua sobrante con facilidad (Fedecacao, 2015). 
2.2.3.5 Conductividad eléctrica 
Esta propiedad se define como la capacidad del suelo para conducir una corriente eléctrica 
a través de él, la cual se ha relacionado con problemas debido a los altos contenidos de iones de 
sodio y magnesio en el suelo, pues estos elementos son perjudiciales para las plantas o en sistemas 
productivos que utilizan sistemas de riego con agua salina (Meter et al., 2019). Vale resaltar, no 
obstante, que esta situación puede ser poco probable una vez que el cultivo de las plantas 
cacaoteras ocurre principalmente en regiones tropicales, con suelos bajo condiciones de alta 
humedad y temperatura, con contenidos o niveles bajos de arcillas, materia orgánica, bases, CIC 
y pH. 
En un estudio realizado por Argüello et al., (2019) en Ecuador se reportó que a 
concentraciones de iones de cloruro en el suelo superiores a 500 mg/kg en 560 muestras de suelo, 
la biodisponibilidad de cadmio aumentó significativamente. 
 
 
 28 
 
2.2.3.6 Macro y micronutrientes 
La importancia de estos nutrientes radica en que ellos pueden influir en la absorción de Cd, 
debido a las interacciones químicas que pueden tener lugar, como quelación o formación de 
complejos con el metal, lo que afecta su biodisponibilidad en el suelo, dependiendo también, de 
otras condiciones presentes en el medio como pH, materia orgánica, textura, CIC, principalmente. 
Así las cosas, el tipo de nutriente empleado en el sistema puede modificar las condiciones 
químicas de la solución del suelo y poner disponible este elemento, como es el caso de la aplicación 
de nitrógeno (N) en forma de amonio (NH4+) pues la acidificación que ocasiona en el suelo puede 
llevar a una mayor biodisponibilidad del Cd (He et al., 2015), en el caso de la úrea, esta baja el pH 
en menor proporción que el NH4+. 
Así mismo, la aplicación de fertilizantes fosfatados como el Fosfato monoamónico puede 
incrementar la solubilidad del Cd al bajar el pH del suelo, además de contribuir con el aporte de 
Cd al suelo y por consiguiente a las plantas de cacao (He et al., 2015). 
Argüello et al., (2019) encontraron que los oxihidróxidos de Al, Fe y Mn son potentes 
absorbentes de metales, siendo que el de Mn tiene mayor afinidad de ligación con el Cd, 
disminuyendo su biodisponibilidad. Por otra parte, los óxidos de Fe tienen una capacidad 
significativa de sorber e inmovilizar el Cd, de modo que minerales secundarios de Fe formados 
por bacterias reductoras de Fe3+ u oxidantes de Fe2+, pueden reducir la biodisponibilidad de Cd. 
Pero la reducción de Cd asociado a minerales de Fe3+ por las bacterias reductoras de Fe pueden 
aumentar la biodisponibilidad de Cd (Shahid et al., 2017). 
Se está investigando el intercambio de cadmio-zinc en las proteínas para comprenderuna 
de las principales fuentes de toxicidad biológica del Cd, el reemplazo del Cd por Zn en proteínas 
que requieren Zn para que funcionen normalmente, se busca descubrir los mecanismos 
estructurales del intercambio de Cd-Zn y las funciones potencialmente diversas del Cd en los sitios 
funcionales de Zn en las proteínas. Esta investigación es un requisito previo para comprender la 
evolución de las especies tolerantes al Cd (p. Ej., Plantas hiperacumuladoras de Cd) y a la 
ingeniería de estrategias óptimas para la protección de la salud pública frente a la contaminación 
por Cd (Lu et al., 2014). 
 29 
 
En trabajo de investigación evaluando los efectos del Cd y la interacción Cd-Zn sobre el 
crecimiento axénico de hongos ectomicorrízicos, se cultivaron once cepas pertenecientes a siete 
especies en un medio de crecimiento contaminado con Cd para determinar su tolerancia a este 
metal. Se cultivaron dos aislamientos en medios con combinaciones de dos concentraciones de Zn 
no tóxicas y tres de Cd. La adición de una mayor concentración de Zn al medio dio como resultado 
una reducción del efecto tóxico del Cd. Este efecto antagónico también resultó en una disminución 
de la concentración de Cd en el micelio (Colpaert & Van Assche, 1992). 
El potasio (K) es el macronutriente más requerido por la planta de cacao, sin embargo, es 
bastante móvil, una vez que se pierde fácilmente a través de la escorrentía y la lixiviación de los 
suelos (Arévalo-Gardini et al., 2016). 
En experimento para determinar el efecto del cadmio (10, 20, 30 y 40 mg/kg de Cd de 
suelo) sobre la absorción de potasio por la avena, el maíz, el altramuz amarillo y el rábano, así 
como el efecto de la materia orgánica sobre la inmovilización del cadmio, en varios tratamientos 
utilizando suelo no suplementado y suelo suplementado con tierra de compost, lignito, cal o 
bentonita. Se lograron determinar las correlaciones entre el contenido de potasio y la 
contaminación por Cd del suelo, el rendimiento de las plantas y el contenido de macro y 
microelementos en las plantas. La especie y el órgano de las plantas determinaron la absorción de 
potasio e influyeron en el efecto del cadmio sobre la absorción de potasio por las plantas. La 
contaminación del suelo artificial por cadmio redujo el contenido de potasio en los granos de avena 
y en las partes aéreas y las raíces del altramuz amarillo y el rábano. La concentración de K se 
correlacionó positivamente con el rendimiento de la planta y el contenido de macroelementos y 
algunos microelementos en ellos (Ciećko et al., 2004). 
La Tabla 5 muestra que el balance de masa de Cd actual de la UE es negativo, lo cual 
supone la inversión de la tendencia obtenida en estimaciones anteriores. Se prevé que el Cd del 
suelo en cultivos de cereales y patata disminuya en un promedio de 15% en los próximos 100 años 
 
 30 
 
Tabla 5 
Variación de la cantidad de Cd en suelos tras la aplicación de fertilizantes durante 100 años en 
Europa 
 Fuente: (Sánchez Barrón, 2016) 
2.2.4 Normatividad de Cadmio 
La Asociación Internacional de Cadmio (International Cadmium Association, n.d.) reporta 
que una vez que el Cd está presente de manera constante e invariable en el medio ambiente, así 
como en los procesos productivos y considerando que sus efectos en la salud humana son bien 
conocidos como regulados, sugieren que no hay necesidad de restringir o prohibir productos que 
contengan este metal, pues contribuyen muy poco en la exposición humana a cambio para ser 
significativos. Sin embargo, conforme descrito anteriormente este metal se ha tornado de gran 
interés particularmente para el cacao y sus derivados siendo regulado de manera más restrictiva en 
mercados internacionales. 
En Colombia no existe normatividad que regule la presencia de Cd en el suelo, por tal 
motivo, se podrían adoptar valores establecidos a nivel internacional para uso agrícola/residencial 
como se puede observar en la Tabla 6, siendo que los límites entre ellos son muy diferentes entre 
País 
Propiedades suelo Fertilizantes 
Lodos 
(g Cd/ha) 
Variació
n (%) pH 
Carbono 
orgánico 
(%) 
Cd suelo 
(mg/kg) 
Aplicación 
kg P2O5/ha 
mg 
Cd/kg 
P2O5 
Suecia 5,8 4,1 0,25 11 4,5 0,02 -15 
Alemania 6,1 1,7 0,34 19 38,9 0,05 -18 
España 6,4 1,7 0,26 28 40,6 0,17 +15 
Reino 
Unido 
6,6 2,8 0,30 30 22,2 0,14 0 
Rep. 
Checa 
5,9 1,9 0,24 14 - 0,06 -12 
EU 5,8 2,5 0,28 21 36,0 0,05 -15 
 31 
 
sí, por lo cual, lo ideal sería que el país estableciera una normativa lo antes posible para que puedan 
ser adoptadas guías estándar para el cultivo, producción y comercialización de cacao. 
Tabla 6 
Concentración máxima permisible de cadmio en suelo de uso agrícola/residencial en diferentes 
países 
País Legislación 
Concentración 
máxima permisible 
(mg/kg) 
Alemania Bboschg1999 0,04 a 1 
Unión Europea 
Directiva 86/278/CEE de 
12 de junio de 1986 
1 a 3 
España Real decreto 1310/1990 
1 en suelos con pH < 7 
3 en suelos con pH > 7 
Perú 
Decreto Supremo 
N° 011-2017-MINAM 
1,4 
Ecuador 
Norma de Calidad Ambiental del Recurso Suelo y 
Criterios de Remediación para Suelos Contaminados 
2 
Holanda Circular 13 de 1 de julio de 2013 13 
México NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004 37 
Estados Unidos Regional Screening Levels (RSLs) de mayo de 2020 71 
En lo que respecta a los alimentos, el Códex Alimentario define concentraciones máximas 
permisibles de contaminantes en estos, sin embargo, regula el Cd apenas en hortalizas, legumbres, 
raíces y tubérculos, cereales, agua y sal. Particularmente para el cacao y sus derivados, no se 
identifican límites máximos para este metal (FAO/WHO, 2015). 
A nivel nacional, el marco normativo se rige actualmente por la Resolución 1511 del 6 de 
mayo de 2011 del Ministerio de la Protección Social, “por la cual se establece el reglamento 
técnico sobre los requisitos sanitarios que debe cumplir el chocolate y productos de chocolate para 
consumo humano, que se procese, envase, almacene, transporte, comercialice, expenda, importe o 
 32 
 
exporte en el territorio nacional”. Esta normatividad establece que el chocolate de mesa no debe 
contener metales pesados, es decir, plomo (Pb) en cantidades mayores a 2 mg/kg. Vale resaltar 
que esta normatividad no regula otro metal además del Pb. 
Los niveles máximos propuestos por Colombia para el cadmio en el chocolate y productos 
derivados del cacao, de acuerdo con el programa nacional de vigilancia y control de Cd en 
productos derivados del cacao (licor de cacao, chocolate de mesa, cocoa en polvo y chocolatina de 
leche) del INVIMA (2017) (Tabla 7), presenta valores superiores que llegan a duplicar o triplicar 
los estipulados por la Unión Europea, (Tabla 8). 
Tabla 7 
Niveles máximos propuestos para el Cd en el chocolate y productos derivados del cacao de 
Colombia 
Productos 
Nivel máximo de Cadmio 
mg/kg 
Licor de cacao 5 
Cacao en polvo sin adición de azúcar 4 
Cacao en polvo con adición de azúcar 0.4 
Chocolate (chocolatina) con leche con un contenido de materia 
seca total de cacao < 30 % 
0.2 
Chocolate (chocolatina) con un contenido de materia seca total 
de cacao < 50 %; 
Chocolate con leche con un contenido de materia seca total de 
cacao ≥ 30 % 
0.4 
Chocolate (chocolatina) con un contenido de materia seca total 
de cacao ≥ 50 % 
2.5 
Fuente: INVIMA, (2017) 
El reglamento de la Unión Europea(UE) de la Comisión No. 488/2014 define los niveles 
máximos permisibles de Cd definidos para cuatro categorías de productos específicos de cacao y 
 33 
 
chocolate, que entraron a regir a partir del 1 de enero de 2019 y a los cuales se deben acoger todos 
los países exportadores como Colombia, conforme se presenta en la Tabla 8. 
Tabla 8 
Contenidos Máximos de Cadmio según Reglamento 488/2014 de la UE 
Producto 
Concentración Máxima 
Permitida (ppm) 
Chocolate con leche con contenido de materia seca total de 
cacao <30% 
0,1 
Chocolate con contenido de materia seca total de cacao <50%; 
0,3 
Chocolate con leche con contenido de materia seca total de 
cacao ≥30% 
Chocolate con contenido de materia seca total de cacao ≥50% 0,8 
Cacao en polvo o como ingrediente en polvo edulcorado, 
vendidos al consumidor final (chocolate para beber) 
0,6 
Fuente: Comisión Europea. (2014, 12 de mayo). Reglamento (UE) No. 488/2014. Diario Oficial de la Unión Europea, 
elaboración propia 
La toxicidad del cadmio y su capacidad de acumulación en la planta de cacao genera una 
necesidad inminente de llenar el vacío de información y datos de las concentraciones que a nivel 
nacional son encontradas en los sistemas cacaoteros. De tal forma, que con estos datos aunado a 
la normatividad internacional se llegue a un consenso y se definan concentraciones máximas 
permitidas en los productos de cacao lo que permitirá una mayor competencia en el mercado 
internacional. 
2.2.5 Técnicas Analíticas de Cadmio 
De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Riego de Perú (MINAGRI Ministerio de 
Agricultura y Riego, 2018), la toma de muestras para evaluar el contenido de cadmio en 
plantaciones de cacao, debe realizarse siguiendo los lineamientos de muestreo para la 
determinación de niveles de cadmio en suelos, hojas, granos y productos derivados de cacao 
(Resolución N°0451 de 2018) de la siguiente forma: 
 34 
 
Lineamientos para muestreo de suelos: para conocer la extensión horizontal de la 
concentración de cadmio en la superficie del suelo, se deben tomar al azar 9 muestras de 
suelo/ha a 10 cm de profundidad en cantidad de 500 g /muestra, las mismas deberán colocarse 
en bolsas plásticas nuevas con cierre hermético; en predios con mayores extensiones se podrá 
identificar sub-áreas de muestreo representativas de aproximadamente una hectárea y seguir 
el mismo procedimiento. Para conocer la distribución vertical del cadmio en el suelo, se 
realiza el muestreo en una zona representativa del predio, con un ahoyador de acero inoxidable 
se toman cuatro muestras de 500 g de suelo a diferentes niveles de "profundidad de 0-10 cm", 
de "10-20 cm", de "20 a 40 cm" y de "40 a 60 cm". Generalmente cuando existen 
concentraciones elevadas de cadmio total en la superficie y bajas concentraciones de cadmio 
total en el sub suelo, se concluye que el origen del cadmio total es antrópico; en caso contrario, 
se podría interpretar que el origen es natural (geoquímico) proveniente de la meteorización de 
las rocas en el proceso de formación del suelo. 
Lineamientos para muestreo de hojas de plantaciones de cacao: para este muestreo, se 
propone seguir los siguientes lineamientos. Las muestras deberán tomarse de plantas de la 
misma variedad que tengan entre 5 y 10 años, cuando están en floración. Las hojas a muestrear 
no deben tener daños de plagas o enfermedades, ni tener residuos de agroquímicos. Tomar 
una muestra compuesta de 10 árboles al azar de la misma variedad, obteniendo 4 hojas de 
cada uno, de los 4 puntos cardinales, en la parte central del árbol. La hoja a muestrear debe 
ser la cuarta hoja desde la posición apical de la rama cortada con una tijera desde su base 
(incluyendo el peciolo). Las 40 hojas colectadas de los 10 árboles deben colocarse dentro de 
una bolsa de papel para envío al laboratorio. Se debe evitar cualquier tipo de contaminación 
durante los procesos de extracción y almacenamiento de las muestras. 
Lineamientos para muestreo de granos de cacao: Se deben tomar un número mínimo 
de 3 muestras por lote de granos de cacao seco, si el peso del lote es menor de 50 kg o un 
mínimo de 5 muestras elementales si el lote es de 50 y 500 kg y 10 muestras en caso de que 
el lote tenga más de 500 kg, cada lote deber registrarse identificando su procedencia y otros 
datos necesarios para la correcta rastreabilidad de los granos de cacao, las muestras deberán 
tener un peso de 100 g c/u. Durante el muestreo y almacenamiento, deberán tomarse 
precauciones para evitar toda alteración que pueda afectar a los niveles de contaminantes, 
 35 
 
influir negativamente en la determinación analítica o hacer que las muestras globales dejen de 
ser representativas. 
Lineamientos para el muestreo de productos derivados del cacao (pasta de cacao, polvo 
y chocolate): Las muestras de los productos derivados de cacao envasados deben ser del 
mismo lote, en sus envases originales y conservando su integridad hasta su llegada al 
laboratorio. La muestra deberá contener 100 g. del producto, conservarse a temperatura 
ambiente y ser transportadas al laboratorio inmediatamente, la fecha de vencimiento no deberá 
ser próxima para dar tiempo al análisis. La conservación y transporte de las muestras deberá 
efectuarse de tal manera que se impida su ruptura, derrame, alteración o deterioro, evitando 
su exposición a la luz solar directa para evitar que se modifique su composición. 
Dependiendo de cada caso, el análisis químico deberá ser realizado en laboratorios que 
cuenten con los métodos analíticos acreditados para determinación de Cd en suelos y hojas o 
en laboratorios acreditados para análisis de contaminantes en alimentos. 
El contenido de cadmio del suelo se puede dividir en tres fracciones alojadas en función de 
la biodisponibilidad: total, cadmio intercambiable y cadmio en solución del suelo como se muestra 
en la Figura 11 (Meter et al., 2019). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 36 
 
Figura 11 
Fracciones de cadmio y biodisponibilidad en suelos 
 
Nota: Adaptado de Fracciones de cadmio y biodisponibilidad en suelos, Meter et al., 2019. CC BY. NC. SA. 
La fracción total contiene cadmio intercambiable, en la solución de suelo y no 
intercambiable. La fracción intercambiable consiste en iones de cadmio adsorbidos en la materia 
orgánica del suelo, óxidos metálicos hidratados ordenados de corto alcance y partículas de arcilla, 
y están potencialmente disponibles para la absorción por parte de la planta. La fracción en la 
solución de suelo está compuesta por los iones de cadmio libres o totalmente disueltos en la 
solución del suelo que están listos para ser absorbidos (Shahid et al., 2017). 
El análisis confiable de la concentración de cadmio, el protocolo de extracción, la elección 
del instrumento analítico y calibración, son muy importantes. Los equipos de uso común para 
determinar Cd incluyen la Espectrometría de Absorción Atómica (AAS), la Espectrometría de 
Absorción Atómica del Horno (FAAS), la Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado 
Inductivamente (ICP-MS) y la Espectrometría electroóptico con Plasma Acoplado Inductivamente 
(ICP-OES) (Meter et al., 2019). 
Barrueta, (2013) reporta la aplicación de las siguientes técnicas para los análisis de cadmio 
en suelos y plantas. Espectrometría de Absorción Atómica: usada para determinar la concentración 
de un elemento metálico determinado