Monografia Uniandes J M N

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Biorremediación en suelos 
contaminados por 
hidrocarburos de petróleo: 
Retos y oportunidades para Colombia 
en el marco de los 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Biorremediación en suelos contaminados por hidrocarburos de petróleo: Retos y oportunidades 
para el Colombia en el marco de los Objetivos de Desarrollo Sostenible 
 
 
 
 
José Manuel Niño Zárate 
Trabajo de Grado para optar por el título de 
Microbiólogo 
 
 
 
Director de Monografía 
Martha Vives Flórez 
PhD en Ciencias Biológicas 
 
 
 
 
Universidad de los Andes 
Facultad de Ciencias 
Dpto. de Ciencias Biológicas 
Junio de 2023 
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INDICE 
Resumen ................................................................................................................................................ 6 
Introducción .......................................................................................................................................... 7 
Objetivos ............................................................................................................................................... 9 
Objetivo General ....................................................................................................................................... 9 
Objetivos Específicos ................................................................................................................................. 9 
Método ................................................................................................................................................. 10 
Petróleo ............................................................................................................................................... 12 
Formación del Petróleo ........................................................................................................................... 12 
Definición: Petróleo ................................................................................................................................. 13 
Clasificación Hidrocarburos ..................................................................................................................... 14 
Hidrocarburos totales de Petróleo TPH .................................................................................................. 16 
Petróleo y Medio Ambiente ............................................................................................................... 17 
Definición suelo contaminado ................................................................................................................. 17 
Interacción con el suelo........................................................................................................................... 17 
Afectación del suelo y la biota ................................................................................................................ 19 
Flora ......................................................................................................................................................... 20 
Fauna ....................................................................................................................................................... 20 
Seres Humanos ........................................................................................................................................ 20 
Cuerpos de agua dulce y comunidades ictiológicas ................................................................................ 21 
Biorremediación ................................................................................................................................. 22 
Definición de Biorremediación ................................................................................................................ 22 
Fundamentos de la biodegradación ........................................................................................................ 24 
Factores que supeditan la biorremediación en el suelo ......................................................................... 28 
Temperatura ........................................................................................................................................ 28 
pH ......................................................................................................................................................... 29 
Nutrientes ............................................................................................................................................ 29 
Humedad ............................................................................................................................................. 30 
Oxígeno ................................................................................................................................................ 30 
Microorganismos ................................................................................................................................. 30 
Contaminante ...................................................................................................................................... 31 
Estructura del Suelo ............................................................................................................................. 31 
Organismos degradadores de hidrocarburos en suelos .......................................................................... 32 
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Técnicas de biorremediación en suelos .................................................................................................. 39 
Bioaumentación .................................................................................................................................. 40 
Bioestimulación ................................................................................................................................... 41 
Atenuación Natural ............................................................................................................................. 42 
Biospargin ............................................................................................................................................ 42 
Bioventing ............................................................................................................................................ 43 
Bioslurping ........................................................................................................................................... 43 
Landfarming ........................................................................................................................................ 44 
Compostaje .......................................................................................................................................... 44 
Compostaje por hileras ........................................................................................................................ 44 
Biopilas ................................................................................................................................................ 45 
Bioreactor ............................................................................................................................................ 45 
Estado Contaminación por Hidrocarburos de Petróleo en Colombia ........................................... 46 
Fuentes de Contaminación por Hidrocarburos de Petróleo ................................................................... 48 
Histórico Contaminación por Hidrocarburos de Petróleo (1986-2015) .................................................. 50 
Radiografía Contaminación por Hidrocarburos entre periodo 2015-2022 ............................................. 60 
Pasivos Ambientales ................................................................................................................................ 68 
Disposición finalde Residuos Peligrosos RESPEL de la Industria Petrolera ............................................ 71 
Legislación Ambiental en Colombia ................................................................................................. 73 
Normativa Nacional ................................................................................................................................. 73 
Convenios Internacionales Suscritos ....................................................................................................... 78 
Organización Institucional Ambiental ............................................................................................. 81 
Organización Institucional a nivel Ambiental y Desarrollo Sostenible .................................................... 81 
Panorama de la Biorremediación en Latinoamérica ...................................................................... 85 
Resultados: Estado de la Biorremediación en Colombia ................................................................ 90 
Manejo de Residuos: Lodos y Suelos Contaminados .............................................................................. 90 
Protocolo Operativo de implementación de Biorremediación ............................................................... 93 
Empresas Colombianas de Biorremediación ........................................................................................... 98 
Mapa de la Biorremediación en Colombia ............................................................................................ 101 
Panorama General de Biorremediación de la Industria Petrolera en los últimos años ........................ 107 
Biorremediación en Ecopetrol ............................................................................................................... 111 
Biorremediación de Residuos Peligrosos ........................................................................................... 113 
Reclamaciones sobre Impactos socio-ambientales ........................................................................... 116 
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Biorrremediación en Campo :Período Actual .................................................................................... 118 
Desarrollo Tecnológico de Biorremedación por parte del ICP ........................................................... 119 
Patentes productos de Biorrremediación ............................................................................................. 122 
Estudios de Biorremedación en Colombia ............................................................................................ 127 
Cepas Autóctonas aisladas con capacidad de Degradar Hidrocarburos en suelos o 
sedimentos ..................................................................................................................................... 128 
Técnicas estudiadas en Colombia ...................................................................................................... 132 
Discusión ........................................................................................................................................... 136 
Metodología de Análisis ........................................................................................................................ 136 
Biorremediación y la Economía Circular: Oportunidades para el país hacia un modelo sustentable .. 139 
Biorremediación y Bioeconomía: Hacia un camino de competitividad económica y un enfoque de 
valorización de los sitios contaminados ................................................................................................ 147 
Matriz DOFA .......................................................................................................................................... 156 
Técnico ............................................................................................................................................... 156 
Institucional ....................................................................................................................................... 160 
Marco Legislativo: El que Contamina Remedia ..................................................................................... 163 
Política para la Gestión Sostenible del Suelo ........................................................................................ 167 
Estudios Nacionales de Técnicas de Biorremediación: Porcentajes de Eficiencia ................................ 172 
Impacto en los Objetivos del Desarrollo Sostenible ODS ...................................................................... 175 
Impactos Directos .............................................................................................................................. 176 
Impactos Indirectos ........................................................................................................................... 180 
Conclusiones ..................................................................................................................................... 184 
Retos y Oportunidades para el Éxito ..................................................................................................... 184 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resumen 
 
 
Esta investigación recopila información sobre el estado de la contaminación en Colombia por 
derrames de petróleo, desde el año 1986 hasta la actualidad y su afectación en suelos. Así mismo se 
resumen leyes y convenios internacionales suscritos más relevantes en cuanto a hidrocarburos, medio 
ambiente y residuos peligros RESPEL , además de citar las instituciones cuyo trabajo está 
estrechamente relacionado con la actividad de hidrocarburos. En los resultados se establece cuál es 
el panorama de la biorremediación a nivel nacional, que tan extendido está y como ha sido utilizado 
para reducir el impacto ambiental. En la discusión se plantea un método de análisis para establecer 
los retos y oportunidades que enfrenta el país mediante varios ejes: bioeconomía, economía circular, 
matriz DOFA a nivel técnico e institucional, cambio en el enfoque legal, su incorporación en la Política 
Sostenible del Suelo y como están alineados con los Objetivos del Desarrollo Sostenible (ODS). 
Finalmente se indagan los objetivos y metas de las ODS que se impactan, encontrándose 6 objetivos 
de forma directa y 6 de forma indirecta que pueden desarrollarse como consecuencia de una mayor 
aplicación de la biorremediación. Se concluye que la masificación de la biorremediación en el país aún 
es insuficiente, pero tiene espacio para el crecimiento si se implementa una política sinérgica más 
efectiva entre entes del estado, sector privado, universidades y emprendedores y se destina una 
mayor inversión que según el diagnóstico, aún es insuficiente. 
 
Palabras clave: biorremediación, hidrocarburos, petróleo, bioeconomía, objetivos del 
desarrollo sostenible 
 
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Introducción 
 
 
La industria extractiva del petróleo es el motor de la economía del país, no obstante también ha 
representado una causa de contaminación debido a los derrames que se han producido tanto por 
acciones dentro del conflicto armado como por las mismas actividades inherentes a los procesos 
operativos de la industria, viéndose afectados una gran cantidad de extensiones de terrenos con el 
consecuente daño a la flora y fauna que perdurarán por años y que incidirán en cambios graves en 
las relaciones bióticas y en las estructuras mismas del suelo (Calderón Gómez, 2006; Departamento 
Nacional de Planeación, 2016b) 
Pese este panorama pesimista, el país ha empezado a abordar el camino del desarrollo sustentable, 
que busca un balance óptimo entre economía, protección al medio ambiente y bienestar social, 
trabajando en las primeras pautas a nivel de institucionalidad, marco legal y fomentos económicos 
(Muñoz Gaviria, 2011; Universidad EAFIT et al., 2018b) 
Para 2030 la nación tendrá que presentarsu primer balance de los avances que ha logrado en cuanto 
a los Objetivos del Desarrollo Sostenible (ODS) , un acuerdo que fue suscrito por miembros de la O.N.U 
y que está basado en 17 objetivos y 169 metas, no obstante a pesar de no ser de obligatorio 
cumplimiento, si se convierte en una necesidad apremiante debido a la conciencia que se ha adquirido 
de proteger el planeta frente un futuro previsible donde la supervivencia de la misma sociedad se ve 
entredicha (Organización de las Naciones Unidas, 2022) 
Por ello en este contexto se propone hacer un estudio crítico de la biorremediación como herramienta 
para cumplir con los ODS y que permita a Colombia la recuperación de sus suelos degradados por 
los hidrocarburos, mirando las oportunidades y retos que se presentan en entes del estado, 
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compañías petroleras, centros de investigación ,empresas de biorremediación y la sinergia efectiva 
que debe haber entre todas ellas para que se produzca una ejecución de forma amplia en el territorio 
y al mismo tiempo se fomente la innovación, la tecnología, el emprendimiento y el desarrollo que 
conlleve al país a tener una economía sofisticada que contribuya a una mejor calidad de vida, una 
sociedad más educada y responsable con su medio ambiente y que se aprovechen las ventajas que 
ofrece la biorremediación para el desarrollo sustentable y la mitigación de los daños generados por 
la extracción de crudo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Objetivos 
 
 
Objetivo General 
 
Hacer un estudio critico de la biorremediación en suelos contaminados por hidrocarburos de petróleo, 
analizando los retos y oportunidades que se encuentran en el país para lograr su implementación de 
forma más amplia y comprender los beneficios que esto conllevaría en el desarrollo de una economía 
sostenible, un mayor progreso en innovación y una mejor conciencia en la protección del medio 
ambiente. 
Objetivos Específicos 
 
1. Compilar información sobre el estado de la contaminación por hidrocarburos de petróleo en 
el país desde 1986 hasta la fecha actual. 
2. Determinar la normativa existente que aplica para la protección del medio ambiente, la 
industria del petróleo y manejo de residuos peligrosos RESPEL, así mismos tratados 
internacionales suscritos. 
3. Establecer el panorama de la biorremediación en Colombia, determinando la magnitud de su 
aplicación en empresas privadas y los mecanismos de actuación de Ecopetrol S.A.S que es la 
mayor petrolera del país y principal causante de reportes de contaminación 
4. Proponer un modelo de investigación que posibilite diagnosticar los retos y oportunidades de 
la biorremediación en el país y establecer los beneficios que esto proporcionaría para el 
desarrollo de una economía sostenible mediante un modelo de análisis 
5. Precisar que objetivos y metas de las ODS se estarían impactando con la biorremediación. 
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Método 
 
 
La metodología para esta monografía consistió en 3 fases: una primera de investigación minuciosa de 
la información, una segunda de obtención de resultados que permitió conocer el panorama de la 
biorremediación para recuperar suelos afectados por hidrocarburos en Colombia y una tercera de 
discusión que incluyó la proposición de un método de análisis que brindó las herramientas para 
discutir los retos y oportunidades. 
Para ello se consultó información del repositorio Uniandes, Google Académico , la Revista Colombiana 
de Biotecnología de la Universidad Nacional, bases de datos de la Superintendencia de Industria y 
Comercio, reportes de sostenibilidad de varias petroleras del país, documentos de la empresa 
ambiental Innova sobre pasivos ambientales, informes de varias entidades del estado como el 
Departamento Nacional de Planeación DNP, Contraloría General de la Nación, Comisión de la Verdad 
sobre afectación al ambiente en medio del conflicto, la Car Cundinamarca, el IDEAM, Ministerio de 
Ambiente y Desarrollo Sostenible y CONPES en temas de desarrollo sostenible, economía verde y 
biotecnología , además de estudios de investigación de economía circular de la ANDI, ensayos de 
bioeconomía del Instituto Humboldt, la CEPAL y el portal sobre desarrollo sostenible de la ONU, así 
mismo se complementó con derechos de petición a las empresas Ecopetrol y la ANLA. 
Se establecieron varios criterios: palabras clave ( biorremediación, Colombia, hidrocarburos, petróleo, 
suelos, lodos, desarrollo sostenible, fitorremediación, biorremediación in situ y ex situ, técnicas 
biorremediación, biodegradación, bioaumentación, bioestimulación, ladfarming, biopilas), tipos de 
estudio (tesis de pregrado y maestría, reportes institucionales, informes de empresas privadas), objeto 
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de estudio (Colombia, petróleo y suelos) , fecha de publicación (desde el año 2000 en adelante) e 
idioma (inglés y español) . 
Los resultados fue la información obtenida sobre el estado de aplicación de la biorremediación en el 
país, lo que arrojó un primer análisis sobre el panorama nacional. 
La discusión se basó en la proposición de una metodología de análisis de varios pasos abarcando los 
siguientes ejes: economía circular, bioeconomía, matriz DOFA a nivel institucional y técnico, 
fortalecimiento de la biorremediación con el cambio de enfoque legal “el que contamina remedia” , 
su incorporación a la Política Sostenible del Suelo, la indagación sobre los estudios hechos a nivel 
nacional en cuanto a técnicas y cepas aisladas con capacidad degradadora y los objetivos del 
desarrollo sostenible que se estarían impactando con una política eficiente. 
Finalmente, el propósito es responder una sola pregunta: ¿ qué tan preparado está el país para 
masificar la biorremediación y como su uso amplio y efectivo jugará un papel vital en el avance de los 
objetivos del desarrollo sostenible? 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Petróleo 
 
 
Formación del Petróleo 
 
Los hidrocarburos empezaron a formarse hace 250 millones de años cuando los desechos orgánicos 
de animales y vegetales empezaron a acumularse en el fondo de los mares y lagos junto con otros 
agregados minerales. Con el paso del tiempo, los cambios biológicos y geotectónicos que sucedieron 
causaron que los lechos empezarán a quedar sepultados por otras capas de tierra que se iban 
acumulando encima, generando un mayor peso sobre estos y aumentando la temperatura y la presión 
donde estaban situados, esto provocó que millones de años después estos residuos orgánicos se 
transformarán en gas y petróleo, facilitado además porque las moléculas de hidrocarburos quedaban 
atrapadas en roca impermeable. Producto de movimiento de las capas tectónicas, se generaron 
fracturas por donde estas moléculas empezaron a filtrarse a capas superiores más porosas, sin 
embargo, en la mayoría de los casos, estas encontraron una barrera impermeable que evitó que se 
siguieran movilizando hacia la parte más superficial, quedando finalmente atrapadas. Actualmente los 
procesos tradicionales de extracción involucran extraer crudo de esa primera capa permeable, 
mientras que en el fracking busca la salida de esa capa más profunda e impermeable (Castro Cabello, 
2015; Instituto Argentino del Petróleo y del Gas, 2015). 
En la cadena productiva del petróleo, el crudo es aquel que está presente de manera natural y sin 
procesar, pero luego de ser refinado queda convertido en gasolina que es la composición más ligera 
(Castro Cabello, 2015; Ponce Contreras, 2014). 
 
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Definición: Petróleo 
 
El petróleo es un líquido espeso, negro y con derivados de alquitrán, constituido por más de 200 
moléculas de hidrocarburos que conforman desde un 50% hasta un 98% de su concentración, 
destacando las parafinas como su principal elemento. A nivel de átomos está formado de Hidrógeno 
(10-14%), Carbono (76-86%), además de Azufre (0.8%), Oxígeno (0.4%), Nitrógeno (0.4 %), Cloro, Bromo, 
Flúor y Fósforo (Loya del Ángel, 2013; OlayaRojas & Triviño Cortes, 2019; Rodríguez Calvo, 2017; Viñas 
Canals, 2005).La composición del crudo depende del sitio donde se formó y la transformación minero-
geológica que haya experimentado (Loya del Ángel, 2013; Ponce Contreras, 2014) . Sus propiedades 
son la solubilidad y volatilidad y se clasifica como amargo, semiamargo o dulce dependiendo de la 
concentración de azufre (Castro Cabello, 2015; Ponce Contreras, 2014). Los hidrocarburos que 
componen el petróleo suelen ser entre un 70 a un 97% degradables bien sea por procesos químicos 
o biológicos, el resto son elementos estables como las parafinas. Se encuentran en los estados líquido, 
gaseoso y sólido (Ponce Contreras, 2014), su importancia en contaminación se debe a varias 
propiedades como es su dificultad de biodegradación , el volumen de bioacumulación en las 
estructuras de suelos y aguas y el nivel de toxicidad en especies vegetales y animales (Rodríguez Calvo, 
2017). Según su origen se clasifican en dos clases: biogénicos y antrópicos (Castro Cabello, 2015; 
Rodríguez Calvo, 2017) el primero es el que se presenta de forma natural en el ambiente y se 
denomina crudo, mientras que el segundo es resultado de las actividades económicas del ser humano 
que conlleva la transformación del petróleo y su proceso de refinamiento generando productos más 
ligeros como el diésel (Castro Cabello, 2015; Loya del Ángel, 2013). 
 
 
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Clasificación Hidrocarburos 
 
Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos: alifáticos de cadena abierta y alifáticos de cadena 
cerrada denominados alicíclicos. Los de cadena abierta se dividen en saturados e insaturados, ambos 
se subdividen en lineales y ramificados. Los de cadena cerrada en saturados, insaturados y aromáticos 
(Castro Cabello, 2015; Malaver Flor & Muñoz Sánchez, 2018; Rodríguez Calvo, 2017). 
Los alifáticos de cadena abierta saturados son aquellos que poseen enlaces sencillos y se catalogan 
como alcanos. Su fórmula es CnH2n+2. En los alcanos lineales se encuentran el metano (CH4), etano 
(CH3CH3) , el propano (CH3CH2CH3) entre otros. Dependiendo del número de carbonos se denominan 
gaseosos si poseen un numero de átomos inferior a 8 y se catalogan como de bajo, medio o alto peso 
molecular si su número está entre 8-16, 17-28 y más de 28 respectivamente. 
En los ramificados un hidrógeno es remplazado por un grupo alquilo (CH3) como el metilpropeno (CH3-
CH-(CH3)2). Los insaturados son los que poseen enlaces dobles y se llaman alquenos, su fórmula es 
CnH2N y si poseen enlaces triples se catalogan como alquinos CnH2n-2, los cuales también pueden ser 
lineales o ramificados como el Buteno y el Butino (Castro Cabello, 2015; Rodríguez Calvo, 2017) 
El segundo grupo son los Alifáticos cíclicos o de cadena cerrada conocidos como Alicíclicos. Estos son 
saturados si son formados por átomos de Carbono en una estructura cerrada unidos mediante 
enlaces simples. Son los Cicloalcanos y su fórmula es CnH2n. Los insaturados son los que tienen al 
menos un enlace doble como los cicloalquenos CnH2n-2 o cicloalquinos si tienen un triple enlace CnH2n-
4. Los aromáticos son los que están formados por un anillo de 6 carbonos unidos con enlaces sencillos 
y dobles intercambiados entre si creando una estructura llamada anillo. Los aromáticos policíclicos 
tienen dos o más anillos aromáticos enlazados entre sí y se conocen como PAH (hidrocarburos 
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policíclicos aromáticos) (Castro Cabello, 2015; M. L. Gómez et al., 2006; Rodríguez Calvo, 2017). La 
Figura 1 muestra la forma como están distribuidos los Hidrocarburos. 
 
Figura 1 
Clasificación moléculas de Hidrocarburos. 
 
Nota: Elaborado con información de “Biorremediación de agua contaminada por diésel y petróleo empleando un 
microbioma y sustancias húmicas” (p.31), por D.C. Castro ,2015, Instituto Politécnico Nacional, “Biorremediación 
de aguas contaminadas con hidrocarburos mediante sistemas bio-adsorbentes” (p.11), por A. Rodríguez, 
2017,Universidad de Granada: Instituto de Investigación del Agua y “Tecnologías para la restauración de suelos 
contaminados por hidrocarburos”. (pp.7-8), por D.I. Loya del Ángel,2013,Universidad Veracruzana. 
 
 
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Hidrocarburos totales de Petróleo TPH 
 
TPH es la agrupación de todas las diferentes clases de hidrocarburos presentes en el crudo, debido a 
que la cantidad es tan grande es más práctico tratarlos como una agrupación que de forma individual. 
Estos han sido divididos en base a la forma similar como se disuelven y reaccionan en suelos o aguas. 
Dependiendo de su peso y enlaces tendrán a flotar en el agua o a hundirse y acumularse en el fondo, 
lo mismo sucede con el suelo, manteniéndose en la parte superior de la tierra o movilizándose a través 
de la porosidad de este. Su toxicidad radica cuando su cantidad es superior a la capacidad de los 
microorganismos de poder degradarlos, acumulándose en las partículas del suelo en magnitudes que 
provocan cambios en las relaciones bióticas (Castro Cabello, 2015; Malaver Flor & Muñoz Sánchez, 
2018) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Petróleo y Medio Ambiente 
 
 
Definición suelo contaminado 
 
Un suelo contaminado es aquel que ha experimentado daño en sus propiedades fisicoquímicas 
debido a la acumulación de sustancias de carácter toxico provenientes de actividades industriales, 
generando un riesgo para los seres vivos y redes tróficas (Olaya Rojas & Triviño Cortes, 2019; Ponce 
Contreras, 2014). 
 
Interacción con el suelo 
 
Los hidrocarburos presentes en el crudo ocasionan un desbalance en el número de átomos, alterando 
el equilibrio entre carbono, nitrógeno y fósforo, con el carbono acumulándose de forma excesiva 
dentro de las partículas de la tierra , desencadenando un cambio en las sustancias orgánicas (que son 
aquellas que se forman por la absorción de carbono proveniente de restos de animales y vegetales. 
El aumento de carbono proveniente del petróleo altera las sustancias orgánicas con impactos 
negativos en el suelo y sedimentos ,modificando varios de sus procesos naturales y afectando las 
relaciones bióticas entre las diferentes especies que interaccionan dentro de este (Olaya Rojas & 
Triviño Cortes, 2019;Vera Solano, 2021), además restringe en gran medida el flujo de elementos 
gaseosos, entre ellos el oxígeno, elevando el nivel de estrés ambiental que se verá condicionado por 
la humedad presente, textura y temperatura del suelo afectado y volumen de contaminante absorbido 
(Benavides López De Mesa et al., 2006). Así mismo la disponibilidad de nutrientes para 
microrganismos y plantas se verá reducido por la restricción en la accesibilidad de estos (Ponce 
Contreras, 2014). Una vez en contacto con la tierra, los hidrocarburos más pesados se acumulan en 
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los niveles más superficiales y los más livianos se absorben, distribuyéndose en forma vertical hacia 
las capas inferiores debido a su mayor nivel de solubilidad (Flores Ganem, 2010; Ponce Contreras, 
2014) ,llegando alcanzar las aguas subterráneas o por procesos de escorrentía se desplazarán hasta 
llegar a los lechos de los ríos depositándose en los sedimentos (Vera Solano, 2021). La porosidad en 
suelos ve reducida, modificando la estabilidad de los canales de migración químico y biótico (Ponce 
Contreras, 2014). Diferentes alteraciones fisicoquímicas experimentan los hidrocarburos en su 
interacción con el suelo, prolongándose en el tiempo y pasando por procesos diferentes. El primero 
es la vaporización, ocurre cuando ciertas moléculas por sus propiedades particulares se evaporan más 
fácil a la atmósfera, haciendo que el crudo residual se vuelva más viscoso y menos tóxico debido a su 
densidad no se movilizara tan fácil entre los poros del suelo y se depositara en áreas más específicas. 
La oxidación ocurrida por radiación con UV descompone las estructuras de los hidrocarburos, aunque 
es poco lo que llega a reaccionar con el oxígeno debido a sudificultad de entrar en las manchas de 
crudo . Por último, la biodegradación es cuando el petróleo es aprovechado por ciertas bacterias y 
plantas utilizando las fuentes de carbono para sus procesos metabólicos (Loya del Ángel, 2013). En 
otros casos el petróleo llega hasta las fuentes de agua, flotando en sus superficies o precipitándose 
en sus sedimentaciones, siendo los de tipo arcilloso los que absorben hidrocarburos con más facilidad 
(Olaya Rojas & Triviño Cortes, 2019). La sedimentación del petróleo en las profundidades de cuerpos 
de agua se presenta bien sea porque al ser muy viscoso y pesado tiene mayor peso que al agua 
circundante y se hunde o porque logra ser absorbido por las partículas que hay en el agua y luego 
tienden por procesos naturales acumularse en el fondo (Loya del Ángel, 2013). 
 
 
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Afectación del suelo y la biota 
 
El efecto nocivo en el suelo y sus consecuencias en los ciclos ecológicos e interrelaciones con las 
cadenas biológicas se evidencia entre otros , por la perturbación de comunidades microbianas, 
reducción en el crecimiento de flora y capa vegetal, el traspaso de elementos dañinos en la cadena 
trófica, acumulación excesiva que sobrepasan las capacidades de descomposición de bacterias que 
se alimentan de hidrocarburos, disminución de oxígeno en las diferentes capas, polución de la 
atmósfera por combustión , contaminación de aguas subterráneas y mantos acuíferos , cambios en el 
pH y salinidad de los suelos, desencadenando reducción de la calidad de los cultivos , acumulación en 
los sedimentos de ríos y lagos y reducción de procesos de fotosintéticos por taponamiento de la luz 
con consecuente muerte de microalgas y plantas acuáticas (Ponce Contreras, 2014; Vera Solano, 
2021). 
El impacto general en la alteración de las redes ecológicas no es solo por la transmisión de compuestos 
tóxicos y mortales en la cadena alimenticia sino por el desbarajuste del equilibrio ambiental, como la 
muerte de pequeños invertebrados de la microbiota y mesobiota que no logran huir fácilmente de los 
derrames y que tienen el papel sustancial en la formación de suelo , adicional la intoxicación directa 
de reptiles y mamíferos al consumir compuestos cancerígenos o la inmovilidad de la aves por la 
adherencia del crudo en sus plumas (Miranda & Restrepo, 2005). El volumen de petróleo vertido, el 
tiempo que haya estado presente en el medio y los tipos de moléculas químicas son factores que 
inciden en el nivel de daño que se pueda ocasionar (Ponce Contreras, 2014). 
 
 
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Flora 
 
En las plantas se producen necrosis en sus tejidos, clorosis por falta de nutrientes o raíces dañadas, 
deterioro en las semillas que interrumpen la germinación y reproducción, quema de tejido vegetal por 
contacto directo y asimilación de componentes tóxicos que inducen la muerte (Vera Solano, 2021). 
 
Fauna 
 
En las aves el crudo se pega a sus alas, quitándoles su capacidad de aislamiento térmico y causándoles 
hipotermia, además al tratar de limpiarse ingieren el contaminante. En los anfibios al adherirse a su 
piel actúa como barrera impidiéndoles sus procesos de transpiración (Vera Solano, 2021). Se ha 
observado anemia en patos y aparición de cáncer en pequeños mamíferos (Ponce Contreras, 2014), 
en reptiles los hidrocarburos entran por vías respiratorias cuando están semisumergidos en el agua y 
el consumo de peces contaminados afecta a todos que de estos se alimentan (Miranda & Restrepo, 
2005). 
 
Seres Humanos 
 
Existen 3 rutas de entrada del crudo al cuerpo: de forma directa al consumir agua o peces, por 
contacto directo con la piel o por inhalación en vías respiratorias. Entre las diversas enfermades están 
alteraciones al sistema neuronal, modificación de células rojas en la sangre, cáncer, daño en órganos, 
inflamación y quemaduras en la piel, migrañas, vómitos mareos y picazón en las extremidades (Ponce 
Contreras, 2014). 
 
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Cuerpos de agua dulce y comunidades ictiológicas 
 
Suelos y aguas están interconectados por procesos químicos, biológicos y geológicos, lo que sucede 
en uno irremediablemente se ve reflejado en el otro. En el caso de derrames de petróleo su circulación 
se ve favorecido por la gravedad natural y por procesos de escorrentía en el que los hidrocarburos 
que hayan logrado penetrar en el suelo se movilizarán a través de la porosidad favorecido por la 
humedad y la fuerza motriz que provoca el agua al desplazarse también por las capas superficiales y 
medias (Flores Ganem, 2010). 
La fotosíntesis es el mecanismo más afectado en los ríos, quebradas, lagos y lagunas por la ausencia 
de captación de luz por parte de flora acuática debido a la barrera que genera la acumulación de 
hidrocarburos en la superficie. En estudios hechos por Ecopetrol S.A se ha observado que la inhibición 
de la fotosíntesis decrece el fitoplancton nativo por falta de oxígeno disuelto y promueve la 
proliferación de microbiota oportunista como las cianobacterias que al no ser parte de la cadena 
trófica afectan sustancialmente la supervivencia de especies superiores limitando la recuperación del 
ecosistema o generando uno nuevo. En el caso de regiones aledañas por donde pasa el oleoducto 
Caño Limón-Coveñas, investigaciones han resaltado el papel de las macrófitas. Estas plantas acuáticas 
retienen los hidrocarburos en sus raíces y tejidos, lo que favorece la limpieza de forma natural, no 
obstante, cuando están totalmente impregnadas lo mejor es removerlas ya que se puede producir un 
rápido recambio poblacional. Estas cualidades fueron notadas cuando en áreas impactadas por 
derrames, el medio ambiente mejoraba sustancialmente después de que eran trasplantadas o 
regresaban al medio contaminado. En el caso de los peces estos fallecen por asfixia debido al 
taponamiento de sus branquias, otro efectos desencadenados son la pérdida de equilibrio, la 
inhibición a la sensibilidad superficial y la perturbación de sus procesos enzimáticos digestivos lo que 
les puede cambiar su conducta, producirles la muerte además de deformidades en sus embriones, 
.22 
 
sin embargo cuando se hace una rápida depuración del crudo en las aguas, la fauna íctica es capaz de 
recuperarse pudiendo eliminar los tóxicos de sus tejidos en cuestión de meses mientras el contacto 
no haya sido muy prolongado (Miranda & Restrepo, 2005) . 
 
 
Biorremediación 
 
 
Definición de Biorremediación 
 
La Biorremediación es un mecanismo biotecnológico en el cual se aprovechan las capacidades de 
organismos como bacterias, hongos y plantas organizándose de forma individual, en consorcio o por 
acumulación en biopelículas para remover contaminantes presentes en el medio ecológico como 
aguas dulces, marinas, suelos ,lodos y aire, aprovechando sus procesos metabólicos que permiten 
transformar esas moléculas toxicas en sustancias menos peligrosas que luego se incorporan a los 
ciclos biológicos y químicos de la biota. Es una combinación de la biología y la ingeniería, de manera 
que se crea una tecnología que puede ejecutarse de manera sostenible teniendo en cuenta las 
diferentes variables y dar seguimiento con el fin de obtener los resultados esperados en una tasa de 
eficiencia deseable (Chiriví et al., 2019; M. L. Gómez et al., 2006; Rodríguez Calvo, 2017; Trujillo Toro & 
Ramírez Quirama, 2012). 
En este contexto hay que diferenciar varios conceptos para tener una idea clara de este proceso: el de 
biodegradación que son las vías metabólicas naturales que tienen los microrganismos para procesar 
sustancias toxicas que encuentra en el medio, mientras que biorremediación es la utilización y 
.23 
 
mejoramiento de estas capacidades para generar la limpieza de los nichos afectados, así mismo 
aquellos que tienen estas propiedades de biodegradación pueden catalogarse como resistentes si 
tienen mecanismos específicos que les permite sobrevivir frente a estos compuestos tóxicosy 
tolerantes si estos son no específicos .En cuanto a biorremediación, la técnica de fertilización o 
bioestimulación es la agregación de ciertos nutrientes como fósforo y nitrógeno para promover el 
desarrollo de microrganismos que se presentan naturalmente en la zona de interés y la inoculación o 
bioaumentación es la agregación de comunidades microbianas para incrementar las posibilidades de 
transformación y puede ir acompañado de nutrientes (Chiriví et al., 2019; Trujillo Toro & Ramírez 
Quirama, 2012). 
Las rutas de degradación permiten transformar los compuestos contaminantes en moléculas de 
dióxido de carbono, agua y estructuras atómicas inorgánicas o a través de procesos de oxido-
reducción para convertir agentes inorgánicos tóxicos en sustancias más beneficiosas (Castro Cabello, 
2015; M. L. Gómez et al., 2006; Ponce Contreras, 2014). 
Existen dos formas a nivel químico en procesos de remediación por hidrocarburos: una aeróbica y 
una anaeróbica. La primera es de mejor rendimiento y consiste en la degradación hacia moléculas 
más simples a partir de estructuras complejas de alifáticos de cadena abierta e hidrocarburos cíclicos 
entre ellos los aromáticos, mediante la acción de oxigenasas que permiten el traspaso de oxígenos y 
perdida de electrones. La segunda hay reacción en el sustrato, pero conlleva un traspaso de electrones 
hacia moléculas externas como nitritos, sulfatos y carbonatos (Castro Cabello, 2015). 
 
 
 
.24 
 
 
Fundamentos de la biodegradación 
 
La primera limitante de los microorganismos para la captación de hidrocarburos es su naturaleza 
hidrofóbica, creando una barrera física entre la molécula y la célula que posee una membrana 
plasmática con superficie hidrofílica, desequilibrando así sus estructuras. No obstante, existen 
mecanismos que actúan para sobreponerse a esta restricción, esto mediante el proceso de 
emulsificación que consiste en la creación de biosurfactantes con estructura anfipática que permite 
englobar las moléculas de hidrocarburos a través de unas estructuras redondas con capacidad de 
atracción y retención llamadas micelios que cumplen su función en tres pasos: solubilizan y 
transportan el sustrato, entran en contacto con la célula y finalmente hacen la trasferencia, como se 
observa en la Figura 2. Los biosurfactantes son los más comunes en la biorremediación, no obstante, 
también se puede hacer la captación adhiriéndose directamente al compuesto toxico o mediante otro 
tipo de estructuras como disolventes o ácidos. Géneros y especies de Acinetobacter radioresistens KA-
53 , Acinetobacter calcoaceticus RAG-1, Aeromonas spp., Pseudomonas spp., Rhodococcus 
erythropolis , Arthrobacter spp., Nocardia spp. , Corynebacterium spp. , Bacillus subtilis , Bacillus 
licheniformis , Torulopsis bombicola , Torulopsis petrophilum y Torulopsis apicola utilizan esta vía para 
solubilizar hidrocarburos (Chiriví et al., 2019; De la Rosa Cruz et al., 2014) . 
 
 
 
 
 
.25 
 
 Figura 2 
 Solubilización de moléculas por biosurfactantes 
 
Nota: Reproducido de “Biosurfactantes y su papel en la biorremediación de suelos contaminados por 
plaguicidas”.(p.58), por N.L. de la Rosa Cruz et al. 2014, Revista Latinoamericana de Biotecnología Ambiental y 
Algal, 4(1). 
 
En lo relativo a las reacciones químicas, se producen mayoritariamente en forma aerobia y en menor 
medida anaerobia, siendo los hidrocarburos lineales y de enlaces sencillos los más fácilmente 
degradados mientras que los de organización molecular más compleja como los aromáticos con 
múltiples anillos solo pudiendo ser metabolizados por unas pocas especies. La presencia de dobles o 
triple enlaces, el número de carbonos y la conformación de múltiples anillos unidos entre si 
incrementan la dificultad de ser biodegradados. En la aerobiosis enzimática de hidrocarburos 
alifáticos la oxidación mono-terminal es la más frecuente, en la cual el grupo metilo (CH3) se oxida por 
acción de la enzima alcano mono-oxigenasa generando un grupo alcohol que luego por otra oxidación 
mediante una deshidrogenasa se convierte en un aldehído y luego por actividad de un aldehído 
.26 
 
deshidrogenasa se vuelve un ácido graso y por beta-oxidación se convierte en el metabolito acetil 
coenzima A que entra al ciclo de Krebs para ser aprovechado en forma de energía. Estas reacciones 
generalmente son similares para las moléculas saturadas (enlaces sencillos, incluyendo ramificados y 
cíclicos), mientras que para las saturadas la oxidación ocurre el doble o triple enlace produciendo un 
anillo epóxido (Chiriví et al., 2019; Rodríguez Calvo, 2017). 
Para los hidrocarburos aromáticos el anillo se disuelve y se rompen los enlaces por una oxidación 
mediada por la enzima di oxigenasa que permite la adición de 2 átomos de oxígeno formándose un 
cis-dishydrodiol , luego por una oxidación adicional se genera un catecol que por 2 rutas diferentes 
forma varias clases de ácidos como el succínico, fumárico, pirúvico y acético y también aldehídos y 
acetil coenzima A que sirven para los procesos esenciales de la célula (Rodríguez Calvo, 2017) . 
Según Chiriví et al., 2019 especies del género Pseudomonas spp y Rhodococcus spp tienen genes 
específicos para descomposición de PAH o aromáticos policíclicos, usando mono o di-oxigenasas para 
hidroxilar los anillos y facilitar posteriormente su rompimiento en moléculas que integrarán el 
metabolismo del ácido tricarboxilico. En el caso de los hongos usan mono-oxigenasas como la lignina 
peroxidasa (LiP), manganeso peroxidasa (MnP) y versátil peroxidasa (VP). 
El proceso general de una aerobiosis de hidrocarburos es la toma del sustrato, su oxidación para 
producir biomasa , dióxido de carbono y agua (Ponce Contreras, 2014), como se observa en la Figura 
3: 
 
 
 
 
.27 
 
 Figura 3 
 Proceso bioquímico de la biodegradación por aerobiosis. 
 
Nota: Adaptado de “Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos” (p.19), por D.S. Ponce 
Contreras,2014,Universidad del Bio Bio. 
 
En la degradación anaeróbica de alifáticos el aceptor de electrones son átomos diferentes al oxigeno 
(como los nitratos, óxido de hierro, manganeso, dióxido de carbono, dióxido azufre entre otros) y se 
adiciona un fumarato al hidrocarburo produciendo un bencil succinato y por varios procesos de 
oxidaciones y reducciones se generan compuestos utilizables por la célula. En aromáticos el caso más 
emblemático es el del tolueno que tras la adición de un fumarato mediado por una bencil succinato 
sintetasa se crea un bencil succinato que luego por beta oxidaciones se produce un bencil coenzima 
A (Rodríguez Calvo, 2017). El procedimiento general se muestra en la Figura 4: 
 
 
 
 
 
 
.28 
 
 Figura 4 
 Proceso bioquímico de la biodegradación por anaerobiosis. 
 
Nota: . Reproducido de “Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos” (p.19), por D.S. Ponce 
Contreras,2014,Universidad del Bio Bio. 
 
Factores que supeditan la biorremediación en el suelo 
 
El nivel de eficacia de la biodegradación en suelos contaminados dependerá de tres factores: la 
cantidad y tipo de estructura de los hidrocarburos presentes en el crudo, las concentraciones de 
especies de microrganismos con capacidad de beneficiarse metabólicamente al transformar el 
contaminante y propiedades fisicoquímicas del suelo que permiten las condiciones ideales para que 
el proceso ocurra a una tasa ideal (Ponce Contreras, 2014; Rodríguez Calvo, 2017). 
 
Temperatura 
El primer factor y uno de los más importantes es la temperatura ya que condiciona la actividad y tasa 
metabólica de los microorganismos,la mayoría de las bacterias degradadoras de hidrocarburos son 
mesófilas y crecen óptimamente en un rango de entre 20 y 30 0C , si el medio está sometido a rangos 
superiores de 40 0 C se desnaturalizan las enzimas y a temperaturas bajas los procesos catalizadores 
disminuyen inhibiéndose a partir de 00C, ocasionando también que los hidrocarburos se vuelvan más 
viscosos y se vaporicen menos a la atmósfera. No obstante, algunos procesos degradadores del 
.29 
 
petróleo se han observado fuera de estas condiciones, como es el caso de Bacillus stearothermophilus 
que ha sido encontrada en ambientes termófilos de hasta 60 0C en suelos del desierto Kuwait. 
También la biodegradación ha sido encontrada en suelos árticos y subárticos de 5 y 10 0C de 
temperatura (Ponce Contreras, 2014; Rodríguez Calvo, 2017). 
pH 
El nivel óptimo de pH para la biorremediación es de 7.4-7.8, siendo el rango donde se da el mayor 
crecimiento de microorganismos, en valores extremos el resultado suele ser negativo o inferior, 
aunque los hongos pueden actuar en pH ácidos de 4-5 y algunas bacterias alcalófilas prosperan en pH 
de entre 6 y 8. El pH también tiene un efecto sobre un nutriente esencial como el fósforo, 
disminuyendo su disolución en las partículas del suelo y también limitando el transporte sustratos 
pesados (Ponce Contreras, 2014; Rodríguez Calvo, 2017). 
Nutrientes 
La presencia del tipo de nutrientes y su cantidad es esencial para la reproducción y supervivencia de 
comunidades microbianas dado por la necesidad de procesar fuentes de energía, con el carbono (C), 
nitrógeno (N), el fósforo (P) y potasio (K) siendo moléculas limitantes . En base al tipo de técnica que 
realizada , las proporciones de C:N:P ideales serían 100:10:1, aunque pueden variar en base al 
contexto que se haya dado la contaminación por petróleo. El equilibrio es importante en la 
bioestimulación, ya que un exceso de nutrientes también puede disminuir las tasas de biodegradación 
(Ponce Contreras, 2014; Rodríguez Calvo, 2017; Ruiz Olarte, 2019). Según Ruiz Olarte (2019) al tratar 
un suelo, para controlar esta concentración excesiva de sustancias asimilables y evitar su 
desplazamiento a niveles inferiores por acción de las lluvias, se ha utilizado un tipo de abono llamado 
“fertilizantes inorgánicos olefílicos de liberación lenta”, con resultados exitosos (p.36). 
.30 
 
Humedad 
La humedad ideal dependerá de las características que cada suelo posea, el tipo de contaminante que 
se haya vertido y si la biorremediación ocurre en condiciones de presencia o ausencia de oxígeno, no 
obstante, los mejores procesos se dan en aerobiosis ya que un exceso de agua reduce la 
concentración de oxígeno. El agua forma parte del núcleo y citoplasma de las bacterias, siendo 
fundamental en el transporte de los elementos inorgánicos al interior de la célula para que sean 
sintetizados y aprovechados, pero una mayor persistencia de humedad en niveles superficiales limita 
los procesos de degradación por limitación de oxígeno disponible (Ponce Contreras, 2014) 
Oxígeno 
Como la biodegradación es mejor en aerobiosis debido a la oxidación de hidrocarburos por actividad 
catabólica de oxigenasas, el oxígeno es central para la optimización en la descomposición de 
moléculas presentes en el crudo, actuando como receptor de electrones en las primeras fases de las 
reacciones químicas, si bien en condiciones de anaerobiosis otros átomos también actúan como 
aceptores entre ellos los sulfatos y el hierro (Gaete Mora, 2019; Ponce Contreras, 2014; Rodríguez 
Calvo, 2017) . Según Gaete Mora (2019) , para crear las condiciones favorables de presencia de 
oxígeno, se implementan técnicas tales como la inyección de “aire, oxigeno puro, peróxido de 
hidrogeno u ozono a través de bombas, propulsores, agitadores y vaporizadores” (p.24). 
Microorganismos 
Las concentraciones de microbiota que degradan de hidrocarburos son el eje central en la 
biorremediación debido a sus capacidades de adaptación a los cambios generadas por derrames, su 
variabilidad catabólica al poseer diferentes enzimas que degradan las moléculas contaminantes y al 
enriquecimiento en sus poblaciones una vez entran en contacto con este. Cuando el suelo esta libre 
del sustrato toxico alrededor del 0.1% lo conforman estas comunidades degradadoras, pero al estar 
.31 
 
expuestas se incrementan a un 85 % de todas especies presentes. Se ha estipulado que un número 
de 1x103 UFC/pgs es el aceptable para que se desarrolle la biodegradación con resultados eficientes. 
Por ello es importante hacer un recuento e identificar las especies en el área de estudio como paso 
previo a la utilización de un mecanismo de biorremediación (Gaete Mora, 2019) 
Contaminante 
La complejidad en las estructuras de los hidrocarburos agregan un grado de dificultad para ser 
metabolizados, aquellas moléculas con dobles o triple enlaces, con ramificaciones, con anillos o 
configuraciones aromáticas las hacen mas pesadas y dificiles en las rutas enzimáticas, asi mismo 
cualidades físicas como su viscosidad y baja solubilidad limitan su transporte en la porosidad del suelo 
o su disponibilidad por las bacterias. No obstante, concentraciones muy altas pueden llegar a ser 
demasiado tóxicas para los microorganimos, dañando potencialmente su células y membranas 
plasmáticas (Gaete Mora, 2019; Ponce Contreras, 2014; Rodríguez Calvo, 2017). 
Estructura del Suelo 
La distribución , tamaño y abundancia de los granos y la presencia del tipo del sedimento (arena, limo, 
arcilla) configuran la porosidad y solubilidad de las sustancias al movilizarse en el suelo, esto genera 
las condiciones en el que se da el intercambio con el aire, agua y distintos tipos de moléculas orgánicas 
e inorgánicas .Una baja porosidad impide la accesibilidad del residuo con el microorganismo y 
ademas permite la concentracion de agregados del petróleo restringiendo su disposicion de 
disolverse hacia las diferentes capas (Gaete Mora, 2019; Ponce Contreras, 2014). 
 
.32 
 
 
 
Organismos degradadores de hidrocarburos en suelos 
 
En la biorremediación de hidrocarburos en suelos operan una gran diversidad de micro y 
macroorganismos capaces de sintetizar directamente el sustrato o una molécula parcialmente 
degrada producto de una digestión residual. Se ha comprobado la versatilidad catabólica de géneros 
y especies de bacterias, hongos, levaduras, actinomicetos y plantas, bien actuando de forma 
individual, en asociación o simbiosis con otros microrganismos o en la superficie de las micorrizas. 
Además, llevan a cabo procesos importantes en el suelo como la configuración de ciclos 
biogeoquímicos de diferentes minerales hasta procesos de formación y granulometría en las fases 
liquidas, acuosas y solidas de este. Se ha establecido que en cuanto a nivel de actividad y eficiencias 
metabólicas las bacterias son las más estudiadas y utilizadas, aunque están limitadas a metabolizar 
hidrocarburos de estructura sencilla como aromáticos simples y alcanos, los hongos en cambio 
pueden degradar fracciones más recalcitrantes y pesadas como los poli-aromáticos y las plantas con 
microbiomas en sus raíces presentan ventajas que las hacen ideales para su estudio e implementación 
en estas técnicas. Además, con el avance de la ciencia y los ensayos en laboratorio, la modificación 
genética ha permitido mejorar procesos naturales en las rutas enzimáticas, incrementado las tasas 
catabólicas con objetivos centrado en los hidrocarburos. Un grupo de interés son las bacterias 
filamentosas como los actinomicetos, caracterizados por ser ubicuos, con gran tolerancia a rangos 
amplios de temperatura, pH y resistentes a condiciones bajas de humedad y poca presencia de 
recursos. Así mismo las esporas juegan un papel de supervivencia en condiciones adversas y las 
bacterias formadoras de esporas suelen encontrarse en ambientes con condiciones de variabilidad 
(Petro Cardona& Mercado Montero, 2014) . 
.33 
 
Según Trujillo Toro y Ramírez Quirama (2012) entre las bacterias degradadoras de petróleo se 
encuentran los géneros nombrados en la Tabla 1 : 
Tabla 1 
Bacterias degradadoras de petróleo 
Achrornobacter 
spp. 
Leumthrix spp. Xanthomyces 
spp. 
Acinetobacter 
spp. 
Moraxella spp. 
Lactobacillus spp. Actinomyces 
spp. 
Nocardia spp. Erwinia spp. Aeromonas spp. 
Peptococcus spp. Flavobacterium 
spp. 
Alcaligenes spp. Pseudomonas 
spp. 
Klebsiella spp. 
Arthrobacter spp. Sarcina spp. Coryneforms spp. Bacillus spp. Spherotilus spp. 
Vibrio spp. Beneckea spp. Spirillum spp. Brevebacterium 
spp. 
Streptomyces 
spp. 
Nota: Reproducido de “Biorremediación en suelos contaminados por hidrocarburos de petróleo”(p.40), por M.A. 
Trujillo y J.F. Ramírez, 2012 , Revista de Investigación Agraria y Ambiental., 3(2). 
 
En el caso específico de Colombia, en un ensayo sobre suelos contaminados con diésel se lograron 
aislar cepas de bacterias autóctonas de los géneros Anthrobater spp, Bacillus spp., Enterobacter spp., 
Staphylococcus aureus y Flavobacterium spp. (Arrieta Ramírez, Rivera Rivera, Arias Marín, et al., 2012). 
Por otro lado, los hongos tienen un crecimiento mucho más lento, pero degradan compuesto más 
recalcitrantes , crecen en pH más ácidos, generalmente por debajo de 5 y suelen ser más sensibles a 
las oscilaciones en la humedad (Dussán Garzón et al., 2010; Viñas Canals, 2005). En la tabla 2 se 
nombran los géneros: 
Tabla 2 
Hongos degradadores de petróleo 
Allescheria spp. Oidiodendrum spp. Gonytrichum spp. Aspergillus spp. 
Paecylomyses spp. Hansenula spp. Aureobasidium spp. Phialophora spp. 
.34 
 
Helminthosporium 
spp. 
Botrytis spp. Penicillium spp. Torulopsis spp. 
Candida spp. Rhodosporidium spp. Trichoderma spp. Cephalosporium spp. 
Rhodotorula spp. Trichosporon spp. Cladosporium spp. Saccharomyces spp. 
Fusarium spp. Cunninghamella spp. Sporobolomyces spp. Debaromyces spp. 
Scopulariopsis spp. 
Nota: Reproducido de “Biorremediación en suelos contaminados por hidrocarburos de petróleo”(p.40), por M.A. 
Trujillo y J.F. Ramírez, 2012 , Revista de Investigación Agraria y Ambiental., 3(2). 
 
Ciertos tipos particulares de plantas han demostrado habilidades inherentes para limpiar ambientes 
contaminados, esto se debe a la relación estrecha entre la planta, microrganismos asentados en la 
rizosfera y el suelo, en el cual nutrientes y macromoléculas tóxicas son absorbidas por las raíces, 
transformadas y almacenadas en las partes superiores como hojas y tallos y liberados a la atmósfera 
como gases no dañinos. El procesamiento de los hidrocarburos por fitorremediación inicia con las 
raíces infiltrándose en el suelo, las células de la epidermis y sus pequeños vellos que secretan 
sustancias que crean las condiciones para que los hidrocarburos sean asimilados, unas vesículas luego 
los transportaran a unas vacuolas donde serán almacenadas (Velásquez Arias, 2016) . 
Existen varias formas en que las moléculas son procesadas: por absorción cuando la rizosfera atrae 
los componentes para luego ser descompuestos y almacenados dentro de la planta, si estos exceden 
la capacidad metabólica son acumulados en vacuolas subcelulares, por fijación cuando exudados 
varían el pH, humedad y otras condiciones del suelo para inmovilizar los hidrocarburos, por 
evaporación donde las moléculas son volatilizadas a la atmósfera en compuestos no perjudiciales 
través de las hojas, por degradación en el que los sustratos inorgánicos son usados como fuente de 
energía, procesados dentro tejidos de la plantas para sus procesos celulares , en este caso las raíces 
tienen secreciones que ayudan a degradar los elementos tóxicos y rizodegradación cuando la 
.35 
 
rizósfera actúa sobre los contaminantes a través de excreciones, degradándolos para luego ser 
aprovechados como fuente de carbono por los microrganismos que viven en esta (Zhao et al., 2021) . 
De las especies de plantas usadas se mencionan “Zea mays L, Panicum máximum jacq, Paspalum 
xirgatum, Echinochloa polystachya H B K, Sorghum vulgare L, Phaseolus vulgaris L, Phaseolus 
coccineus L, Chamaecrista nictitens y Hordeum vulgare” (Velásquez Arias, 2016,p.31). 
Un elemento es la capacidad de degradación frente a configuraciones específicas de hidrocarburos 
presentes en el petróleo, en el caso de alcanos han mostrado actividad las bacterias Pseudomonas 
aeruginosa, Bacillus spp., Acitenoabcter spp., Serratia mercescens, Alcaligene sodorans y Rhodococcus 
spp., para aromáticos de un solo anillos Vibrio spp., Corynebacterium spp., Orchrobactrum spp. y 
Achromobacter spp. (Rodríguez Calvo, 2017) . 
Los aromáticos policíclicos (PAH) son los más complejos para degradar . Han mostrado capacidad lítica 
específica las bacterias Alcaligenes odorans, Sphingomonas paucimobilis, Mycobacterium flavescens, 
Burkholderia cepacia, Xanthomonas spp así mimos Pseudomas spp., Rhodococcus spp. y 
Archromobacter spp. En el caso de hongos se ha visto degradación mediante uso de enzimas 
ligninolíticas como Pleurotus ostreatus y Antrodia vaillantii y no ligninolíticas como Chrysosporium 
pannorum, Cunninghamella elegans y Aspergillus niger (Rodríguez Calvo, 2017) . 
Según Benavides López de Mesa et al. (2006) hay 2 géneros de bacterias efectivas en biodegradar 
compuestos hidrocarburos con alta capacidad de supervivencia y adaptación en suelos. Sus 
propiedades están resumidas en la Tabla 3: 
 
 
 
.36 
 
Tabla 3 
Características de dos géneros de bacterias con alta tasas de degradación y supervivencia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rhodococcus spp. 
Posee versatilidad en rutas metabólicas para 
degradar compuestos aromáticos de 
múltiples anillos (PAH) por poseer las 
enzimas di oxigenasas y mono-oxigenasas 
que actúan rompiendo los anillos de carbono. 
También tiene actividad de ruptura del 
catecol que es un compuesto intermedio 
generado en la digestión de alifáticos. Son 
candidatos ideales para biorremediación 
porque proliferan en ambientes con recursos 
restringidos, tienen alto nivel de 
supervivencia y actividad catabólica amplia. 
También usan DBT presente en el diésel 
como fuente de azufre. Aquellas especies con 
mutaciones pueden degradar enlaces dobles 
de alquenos. 
 
 
 
 
 
Pseudomonas spp. 
Crecen con éxito en ambientes contaminados 
por petróleo. La especie Pseudomonas 
aeruginosa produce biosurfactantes 
permitiendo la solubilización y asimilación de 
HCs, además tiene enzimas específicas de 
degradación en su membrana. Los 
ramnolípidos (biosurfactante) que posee le 
permite catabolizar el n-hexadecano y 
algunos alifáticos en anaerobiosis. 
Pseudomonas putida vive de la materia 
orgánica en descomposición y es 
cosmopolita, habita en rizosfera de las 
.37 
 
plantas y gracias a enzimas di oxigenasas 
convierte alcanos en aldehídos, además de 
degradar el naftaleno y fenantreno 
(compuestos aromáticos). Además, posee el 
tolueno di-oxigenasa metabolizando con 
facilidad el tolueno. Limitantes en el uso por 
ser patógenos oportunistas. 
Nota: Adaptado de “Biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo” (p. 87-
88) por J. Benavides López de Mesa et al.,2006,Nova Publicación Científica,4(5) 
 
El género Burkholderia spp. posee una alta tasa de biodegradación, pero por su habilidad mutagénica 
y resistencia a antibióticos transmisible no es seguro para implementar en agricultura o suelos, así 
mismo Acinetobacter spp son eficientes en consumir alcanos y Mycobacterium spp. degradan 
kerosene, biodiesel y gasolina (Benavides López De Mesa et al., 2006) . 
 
Triángulo de la Biorremediación 
Según Chiriví et al. (2019) para tomar la decisión más rápida y seleccionar la mejor técnica de 
biorremediación, se debe guiar por un triángulo cuyos ejes son el tipo de contaminante, el agente 
biodegradador y el medio donde se llevará a cabo, simulandoasí el conocido triangulo epidemiológico. 
En el caso del compuesto tóxico hay que tener en cuenta si es orgánico o inorgánico, su configuración 
química y la densidad presente. Para el agente biológico establecer si se usará uno nativo o externo, 
cuáles son sus rutas metabólicas, su habilidad para digerir el contaminante, su velocidad de 
crecimiento en las condiciones que presente el medio y capacidad de adaptabilidad. Con respecto al 
ambiente, se debe mirar que tipo es (líquido, sólido o atmosférico), sus propiedades como pH, 
.38 
 
humedad, nutrientes, temperatura, si el catabolismo es con o sin de oxígeno y el tipo de ambiente. La 
clave parte del eje del cual se tenga información y centrarse en investigar en los que los datos son 
insuficientes. Por ejemplo, si el medio es suelo, seleccionar microrganismos cuyas capacidades 
biológicas sean más competentes en base a las condiciones que este brinda, su textura y compuestos 
(arcilloso, arenoso, limoso) y el tipo de sustancia química que se haya vertido (si es hidrocarburos, 
mirar si es de cadena sencilla, doble o triple, o aromático), así al aislar comunidad microbiana del suelo 
escoger solo aquellas con las mejores tasas de rendimiento, supervivencia y actividad especifica. 
La información del triángulo de la biorremediación se encuentra resumida en la Figura 5: 
 Figura 5 
 Triángulo de la biorremediación 
 
Nota: Triángulo de la biorremediación con los 3 ejes que permiten escoger la menor técnica para hacer 
biodegradación. Adaptado de Revisión y Panorama Nacional de la Biorremediación Microbiana (p.23), por J.S 
Chirivi Salomón et al., 2019,Universidad Nacional y a Distancia: Sello Editorial. 
 
.39 
 
Técnicas de biorremediación en suelos 
 
Los procedimientos en biorremediación se pueden clasificar en base a la clase de organismo utilizado, 
ubicación donde se implementa y metodología base para transformar el contaminante. En cuanto al 
primero se destacan la fitorremediación (plantas) realizada en consorcio entre plantas y bacterias u 
hongos en las micorrizas, micorremediación (hongos), ficorremediación (microalgas), la 
biorremediación bacteriana, la biorremediación enzimática y en algunos casos, aunque menos usada 
el lombrocultivo y compostaje. En el segundo los mecanismos se ejecutan bien sea in situ (mismo 
lugar) o ex situ (traslado de la muestra a tratar) y el método puede consistir en el monitoreo sin variar 
propiedades ambientales hasta certificar que el contaminante se haya reducido (atenuación natural), 
el mejoramiento de las condiciones agregando nutrientes para estimular la tasa de crecimiento 
(bioestimulación) o la inoculación de cepas endógenas con las mismas características de las presente 
en la matriz ,modificadas genéticamente o agregación de cepas exógenas (bioaumentación) (Chiriví 
et al., 2019). En la Figura 6 se resumen todas las clasificaciones: 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Figura 6 
 Clasificación de técnicas de biorremediación 
 
Nota: Adaptado de Revisión y Panorama Nacional de la Biorremediación Microbiana (p.18-19), por J.S Chirivi 
Salomón et al., 2019,Universidad Nacional y a Distancia: Sello Editorial. 
 
Bioaumentación 
Radica en agregar comunidades nativas o exógenas al suelo cuando las concentraciones de los 
microorganismos son muy bajas o estén ausentes, esto mediante mecanismos de inyección en las 
capas donde estén infiltrados los hidrocarburos. Si el contaminante ha logrado distribuirse a zonas 
más profundas con presencia de acuíferos, para evitar o remediar el daño de estos se hace una 
introducción de los microrganismos debajo de su superficie. Se puede adicionar nutrientes y otros 
elementos como oxígeno para incrementar probabilidades de crecimiento y supervivencia, pero 
requiere de una extensa investigación previa sobre las condiciones ecológicas (M. L. Gómez et al., 
.41 
 
2006; Petro Cardona & Mercado Montero, 2014) . Las muestras de suelo son aisladas y en laboratorio 
se cultivan para determinar aquellos con capacidades de metabolización de hidrocarburos para luego 
ser reintroducidas en el medio afectado en mayores concentraciones, también puede llevarse a cabo 
modificación genética de cepas para obtener mejores resultados o uso de cepas extrínsecas, pero en 
este caso es más difícil debido a procesos de adaptación que deben enfrentar y cuestiones de 
bioseguridad. Entre las desventajas estaría su uso en zonas muy amplias y subsecuentemente 
dificultad de inocular a gran escala (Petro Cardona & Mercado Montero, 2014). Dependiendo de las 
condiciones del suelo, el proceso de degradación puede darse en aerobiosis con hidrocarburo 
convertido en agua, dióxido de carbono y masa celular o en anaerobiosis donde se obtienen otros 
compuestos como ácido sulfúrico o amoniaco (Loya del Ángel, 2013) . 
Bioestimulación 
Se basa en agregar nutrientes como nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), agua y oxígeno entre otros 
para mejorar el crecimiento de la microbiota y agilizar degradación de las moléculas. El nitrógeno es 
importante para la producción de enzimas y proteínas que catabolizan procesos, mientras que el 
fósforo participa como adyuvante en la formación de compuestos energéticos que son esenciales para 
división celular y biodegradación. Los fertilizantes usados pueden ser orgánicos con minerales 
obtenidos a través del estiércol o inorgánicos mediante preparados especiales. Su agregación 
aumenta la tasa degradación entre 3 y 5 veces . Para resultados óptimos, el suelo debe ser homogéneo 
en su estructura, con condiciones ideales de pH, humedad y temperatura, además de un equilibrio 
estable entre nitrógeno y fósforo en un radio de 10:1(Chiriví et al., 2019; M. L. Gómez et al., 2006; Petro 
Cardona & Mercado Montero, 2014) . 
 
 
.42 
 
Atenuación Natural 
Es un método sencillo, de bajo costo, que no requiere la intervención humana y consiste en monitorear 
la transformación del contaminante en el suelo que se logra con los procesos naturales de las 
poblaciones de microorganismos presentes y las reacciones fisicoquímicas. Esta biotransformación 
ocurre por procesos de “dilución, dispersión, volatilización, adsorción y degradación” (M. L. Gómez 
et al., 2006, p.8). Varios aspectos condicionan el éxito de estas interacciones contaminante-
microbioma-ambiente, entre ellos el número de la población y especies con actividades específicas de 
metabolización, la presencia de oxígeno diluido para procesos de aerobiosis, elementos como 
nitrógeno, fósforo o sulfato que actúen como aceptores de electrones en anaerobiosis y conformación 
de las estructuras del suelo que sean favorables para la adhesión del contaminante (Chiriví et al., 2019; 
M. L. Gómez et al., 2006; Petro Cardona & Mercado Montero, 2014). 
Biospargin 
Se aplica para descontaminar suelos y acuíferos. Radica en la irrigación de aire y nutrientes a la 
denominada zona vadosa que es un área ubicada entre la parte superficial y zonas más profunda 
donde se encuentran acuíferos o asentamientos de aguas. Los hidrocarburos se acumulan en una 
zona de saturación y el bombeo de oxígeno permite que estos compuestos se volatilicen o disipen en 
forma de gas y se distribuyan a zonas no saturadas para facilitar su dispersión y degradación por 
contacto con mayor número de microrganismos autóctonos. Esta inyección mecánica también 
estimula el crecimiento y actividades bacterianas (Chiriví et al., 2019; M. L. Gómez et al., 2006; Loya del 
Ángel, 2013). Hay varios puntos que condicionan la selección de este método, entre ellos que la 
concentración de elementos orgánicos sea de tamaño pequeño, preferiblemente cadenas de 
hidrocarburos con menos de 20 carbonos como los alcanos lineales y con alta capacidad de pasar a 
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fase de vapor (volátiles) , los tipos de suelo sean arcilla y con buena capacidad de filtración de oxígeno 
(Loya del Ángel, 2013). 
BioventingConsiste en la infiltración de oxígeno a zonas no saturadas dentro de suelo mediante pozos de 
inyección y máquinas de extracción al vacío. Esto permite que los hidrocarburos se condensen hacia 
su estado gaseoso facilitando su reducción en el ambiente, además de que el oxígeno actúa como 
activador en la biodegradación por parte de microorganismos. Es relevante saber la porosidad de las 
estructuras de la tierra contaminada de manera que se pueda determinar la posición y distancias 
entre los pozos de venteo a instalar y la dimensión en la profundidad a la cual se introducirá el aire. 
Su optimización se alcanza en zonas poco profundas, no tan extendidas y se recomienda la instalación 
de conductos para guiar el flujo de las corrientes, uso de revestimientos y un plan de muestreo 
extensivo para análisis de cualidades de biorremediación obtenidas. Este método es exitoso para 
tratamiento de hidrocarburos con peso molecular ligero (Chiriví et al., 2019; M. L. Gómez et al., 2006). 
Bioslurping 
Esta técnica se utiliza en suelos permebales , aguas subterráneas y combina tres métodos:el bioventeo 
mediante bombeo de aire, el uso de un conducto que se inserta en la tierra creando un pozo de 
tracción el cual genera una fuerza de sustración a travéz de un mecanismo de vacío por acción de la 
presión generada, permitiendo así recuperar la fase ligera no acuosa (LNAPL) que vendría ser el 
contaminante que no es soluble en agua y tiene una densidad más baja que esta y el cual se moviliza 
en la parte interna del tubo . Simultáneamente se hace la extracción de vapores del suelo que se 
transportan en los bordes externos del conducto.Una vez llega a la superficie, el hidorcaburo en su 
fase líquida y de vapor son separadas y biorremediadas en válvulas separadas. Sirve para tratar 
petroleos volátiles y semivolátiles en capas saturadas y no saturadas (Bala et al., 2022; Sharma, 2020). 
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Landfarming 
Procedimiento sencillo, económico y con instalación de estructuras no complejas. Se excava el terreno 
contaminado, se traslada y se extiende sobre una cama que puede ser un suelo con condiciones 
ideales, se labra constantemente para incorpoar aire y se adiciona agua y nutrientes (N,P,K) ayudando 
así a promover la actividad microbiana. Especial para lodos contaminados con hidorcarburos que no 
sean muy volátiles. Se deben adecuar condiciones para evitar lixiviados por aguas lluvias mediante 
incorporación de membranas impermeables de polietileno (Bala et al., 2022; Chiriví et al., 2019; M. L. 
Gómez et al., 2006; Petro Cardona & Mercado Montero, 2014; Sharma, 2020). 
Compostaje 
El compostaje permite controlar parámetros de temperatura, humedad y mezclas agrícolas 
residuales. El suelo afectado se mezcla con el compostaje y se vigila la humedad y aireación que recibe, 
ademas de generar las condiciones para que la temperatura sea mayor de 50 0C,creando condiciones 
favorables para bacterias termófilas.El fin es lograr reducir al maximo los hidorcarburos y generar un 
compost maduro que pueda ser utilizado en la reparación de tierras. Se lleva a cabo en sistemas 
cerrados de variable tamaño y tecnología como tambores, tanques y biopilas (Chiriví et al., 2019; M. L. 
Gómez et al., 2006; Petro Cardona & Mercado Montero, 2014). 
 
Compostaje por hileras 
Similar al anterior pero con una rotación periódica del suelo contaminado, lo cual incrementa la 
aireación sumado a la adicion de agua favorece no solo una distribución homogénea de los nutrientes 
y contaminantes, sino mejores tasas de biodegradacion, generando descomposción de cualquier 
material orgánico en formas inorgánicas aprovechables para las plantas en un proceso conocido como 
mineralización. Se puede combinar bioestimulación y bioaumentación para mejores resultados, no 
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obstante para hidorcarburos muy volátiles no es aconsejable por desencadenar polucion atmosférica 
(Chiriví et al., 2019; Sharma, 2020) . 
Biopilas 
Es una tecnología de remediación en el que suelos extraidos son apilados en un sistema cerrado 
conocido como pilas que posee tamaños variables y mezclados con compostaje para crear las 
condiciones favorables de degradación de contaminantes y actividad microbiana. Este sistema puede 
contar con tuberías que riegan oxígeno, nutrientes y agua o por el contrario la aireación se da en 
forma activa por remoción y movimiento del suelo. Geomembranas impermeables de PVC son 
dispuestas en la parte inferior para evitar pérdidas por lixiviados y se requieren areas relativamente 
amplias de trabajo. Es necesario que los hidracarburos estén en una concentración menor a 50.000 
ppm, que densidad bacteriana sea 1000 UFC/ gr de suelo, haya una humedad relativa de 40-85%, 
temperatura de 10-45 0C, que la textura sea arcillosa y mantener un radio de carbono: nitrógeno y 
fósforo de 100:10:1 (Ponce Contreras, 2014; Sharma, 2020; Suárez Beltran, 2013) . 
Bioreactor 
El tratamiento de suelos contaminados se realiza en unos contenedores o bioreactores que 
proporcionan las condiciones óptimas para la remediación , ejerciendose así un control de parámetros 
como pH, la temperatura, agitación y la aireación. El control de las condiciones proporciona la maxima 
degradación posible. Existen varios modos operativos, los cuales pueden llevarse a cabo en múltiples 
etapas, en contenedores conectados para procesos continuos y con metolodgía estacionaria o 
parcialmente estacionaria (Bala et al., 2022; Chiriví et al., 2019; Sharma, 2020) . 
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Estado Contaminación por Hidrocarburos de Petróleo en Colombia 
 
 
La extracción del petróleo tiene una enorme relevancia en la economía nacional, estando presente en 
casi todas las regiones del país, no obstante debido a los problemas de orden público y conflicto 
armado, sumado al entorno de riqueza natural de ecosistemas y biodiversidad donde se desarrolla 
esta actividad ,ha desencadenado un enorme pasivo ambiental (Calderón Gómez, 2006) , propiciando 
la necesidad de llevar un control de esta afectación a través de un trabajo entre instituciones del 
estado, liderado por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, la ANLA, La Agencia Nacional 
de Hidrocarburos ANH y Corporaciones Regionales Autónomas (Agencia Nacional de Hidrocarburos 
entre otros entes(Agencia Nacional de Hidrocarburos, 2022; Ministerio de Ambiente y Desarrollo 
Sostenible, 2023a).Los ataques a la infraestructura petrolera de Ecopetrol , la principal empresa 
extractora del país, en los últimos 35 años han desencadenado el vertimiento de más de 4,1 millones 
de barriles, superando la cantidad de otros accidentes históricos , como el del Golfo de México 
acontecido en 2010 o la catástrofe de Exxon Valdez en 1989. En los últimos 35 años se han totalizado 
alrededor de 2.600 derrames (Departamento Nacional de Planeación, 2016b) , sin contabilizar aquellos 
provocados por fallas en equipos, errores humanos o procesos de corrosión (Bayona Moreno, 2017). 
Esta contaminación ha desembocado en las fuentes de agua como ríos, quebradas, ciénagas y 
pantanos, además de suelos que tienen capacidad de producción agrícola y pecuaria (Benavides López 
De Mesa et al., 2006). Se estima que entre 1986 y 1998 más de 6000 hectáreas de tierra se han visto 
afectadas, 2600 kilómetros de ríos y 1600 hectáreas de pantanos y ciénagas (Rodríguez Zapata & Ruiz 
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Agudelo, 2021) , y en el consolidado de las ultimas 3 décadas alrededor del 60% de fuentes hídricas y 
suelos colindantes fueron contaminados como consecuencia de voladuras (Departamento Nacional 
de Planeación, 2016b). Esta afectación tan generalizada radica en el nivel de infraestructura, con más 
de 8.000 kilómetros de tuberías que recorren el país, pasando en su recorrido por zonas de bosques 
y quebradas. La toxicidad en los hábitats ha ocasionado a la mortandad de plantas, mamíferos, aves, 
reptiles y consecuencias negativas de salud en la población humana (Bayona Moreno, 2017).