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Evaluación del potencial biorremediador de
microorganismos aislados en suelos impactados por
hidrocarburos
Evaluation of the bioremediation potential of microorganisms
isolated from soils impacted by hydrocarbons.
Dahua Gualinga, Ruth Dayra
1
Conforme Garcia, Mariana Magdalena
2
https://orcid.org/0009-0009-3472-6540
https://orcid.org/0009-0002-4844-3604
rd.dahuag@uea.edu.ec
mm.conformeg@uea.edu.ec
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador, Puyo.
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador, Puyo.
Dávila Ulloa, Maricarmen
3
Mazo Rodriguez Marjorie Ivonne
4
https://orcid.org/0009-0005-2140-229X
https://orcid.org/0009-0000-7962-7348
m.davilau@uea.edu.ec
mi.mazor@uea.edu.ec
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador, Puyo.
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador, Puyo.
Dahua Gualinga Ruth Dayra
1
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/rcym/v3/n4/93
Resumen: La contaminación de suelos por hidrocarburos
representa un desafío ambiental crítico debido a su persistencia,
toxicidad y efectos sobre la salud humana y ecosistemas. En este
contexto, la presente investigación evalúa el potencial
biorremediador de microorganismos aislados en suelos
contaminados con hidrocarburos, mediante una revisión
bibliográfica sistemática de carácter exploratorio y cualitativo. Se
analizaron artículos científicos publicados entre 2013 y 2024 que
abordan el aislamiento, caracterización y aplicación de bacterias,
hongos y consorcios microbianos en procesos de degradación.
Los resultados indican que géneros bacterianos como
Pseudomonas, Rhodococcus y Alcanivorax destacan por su
eficacia en la degradación de hidrocarburos alifáticos y
aromáticos, mientras que los hongos filamentosos, como
Pleurotus y Aspergillus, poseen enzimas oxidativas capaces de
transformar compuestos recalcitrantes. Asimismo, los consorcios
microbianos evidencian una sinergia metabólica superior a la de
las cepas individuales, optimizando la biodegradación. Factores
como pH, temperatura, humedad, nutrientes y biodisponibilidad
del contaminante influyen decisivamente en la eficiencia del
proceso. Se concluye que la integración de estrategias como la
bioestimulación, bioaumentación y uso de biosurfactantes,
combinadas con el diseño racional de consorcios microbianos,
ofrece una vía sostenible y efectiva para la recuperación de
suelos impactados por hidrocarburos.
Palabras clave: Bioremediación, biosurfactantes, consorcios
microbianos, hidrocarburos, hongos filamentosos,
microorganismos autóctonos.
Artículo Científico
Received: 24/Sep/2025
Accepted: 12/Oct/2025
Published: 22/Oct/2025
Cita: Dahua-Gualinga, R. D.,
Conforme-Garcia, M. M., Dávila-Ulloa,
M., & Mazo-Rodriguez, M. I. (2025).
Evaluación del potencial
biorremediador de microorganismos
aislados en suelos impactados por
hidrocarburos. Revista Científica
Ciencia Y Método, 3(4), 24-
40. https://doi.org/10.55813/gaea/rcym
/v3/n4/93
Revista Científica Ciencia y Método
(RCyM)
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Artículo Científico
Abstract:
Soil contamination by hydrocarbons represents a critical environmental challenge due
to its persistence, toxicity, and effects on human health and ecosystems. In this
context, this research evaluates the bioremediation potential of microorganisms
isolated from hydrocarbon-contaminated soils through a systematic, exploratory, and
qualitative literature review. Scientific articles published between 2013 and 2024
addressing the isolation, characterization, and application of bacteria, fungi, and
microbial consortia in degradation processes were analyzed. The results indicate that
bacterial genera such as Pseudomonas, Rhodococcus, and Alcanivorax stand out for
their effectiveness in degrading aliphatic and aromatic hydrocarbons, while filamentous
fungi, such as Pleurotus and Aspergillus, possess oxidative enzymes capable of
transforming recalcitrant compounds. Likewise, microbial consortia show greater
metabolic synergy than individual strains, optimizing biodegradation. Factors such as
pH, temperature, humidity, nutrients, and bioavailability of the contaminant have a
decisive influence on the efficiency of the process. It is concluded that the integration
of strategies such as biostimulation, bioaugmentation, and the use of biosurfactants,
combined with the rational design of microbial consortia, offers a sustainable and
effective way to recover soils impacted by hydrocarbons.
Keywords: Bioremediation, biosurfactants, microbial consortia, hydrocarbons,
filamentous fungi, indigenous microorganisms.
1. Introducción
En las últimas décadas, la contaminación de suelos por hidrocarburos derivados del
petróleo ha emergido como un problema ambiental de elevada complejidad: su
persistencia, toxicidad y su capacidad de afectar funciones ecológicas básicas
constituyen un riesgo latente para los ecosistemas terrestres y la salud humana
(Kumar et al., 2019). A pesar de los esfuerzos en tecnologías físico-químicas
tradicionales (por ejemplo, oxidación química, extracción, incineración), estos
métodos suelen presentar limitaciones significativas: altos costos energéticos,
generación secundaria de residuos y daño a la estructura del suelo. En ese contexto,
la biorremediación microbiana aparece como una estrategia prometedora y sostenible,
pero su aplicabilidad práctica depende crucialmente de conocer y evaluar el potencial
de cepas microbianas aisladas localmente capaces de degradar hidrocarburos en
condiciones edáficas reales.
En términos operacionales, este estudio considera tres familias clave: (i) hidrocarburos
alifáticos (principalmente n-alcanos e isoalcanos), (ii) BTEX (benceno, tolueno,
etilbenceno y xilenos) y (iii) hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH). La evidencia
sugiere un gradiente típico de biodegradabilidad alifáticos > BTEX > PAH: los alifáticos
de cadena media presentan mayor biodisponibilidad y rutas metabólicas bien descritas
en condiciones aerobias (Das & Chandran, 2011); los BTEX, aunque más solubles y
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parcialmente volátiles, muestran toxicidad y requieren consorcios especializados, por
lo que su degradación es moderada y muy sensible a oxígeno y nutrientes (El-Naas
et al., 2014; Jindrová et al., 2002); en contraste, los PAH son los más recalcitrantes
por su baja solubilidad y alta hidrofobicidad (elevado Koc) que favorece la sorción a la
materia orgánica, demandando tiempos más largos y, a menudo, co-metabolismo o
estrategias combinadas (Lamichhane et al., 2016; Patel et al., 2020). Estudios
comparativos y de aislamiento microbiano refuerzan este patrón al mostrar respuestas
diferenciadas frente a n-alcanos, BTEX y PAH (Lee et al., 2019).
La problemática radica en que, aun cuando numerosos estudios han documentado
microorganismos con actividad degradadora de hidrocarburos (bacterias, hongos,
algas), la transferencia de estos conocimientos al ambiente contaminado real enfrenta
obstáculos importantes. Por ejemplo, la biodisponibilidad del contaminante, la
competencia microbiana, la toxicidad inducida, la limitación de nutrientes (relación
C:N:P), la variabilidad de pH y oxígeno, así como variables físicas del suelo, pueden
inhibir el rendimiento biorremediador esperado (Kebede et al., 2021; Atuchin et al.,
2023). Asimismo, la degradación microbiana puede ser muy lenta cuando la
concentración del contaminante es elevada o cuando existen compuestos altamente
complejos como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) (Mahai et al., 2023).
Otro desafío es la falta de estandarización en los ensayos de aislamiento y prueba
bajo condiciones realistas (suelo real con matriz compleja), lo que dificulta comparar
resultados entre estudios y establecer protocolos confiables.
Estas afectaciones del problema revelan la necesidad de una revisión detallada y
sistemática que sintetice los avances recientes en aislamiento, caracterización
funcional y aplicación potencial de microorganismos degradadores de hidrocarburos
en suelos impactados. Justifica su realización el hecho de que, si bien hay abundante
literatura dispersa, pocos trabajos han integrado criterios de isolación, evaluación de
rendimiento en laboratorio y escalamiento potencial en campo. Además, la viabilidad
de emplear cepas autóctonas ofrece notables ventajas: adaptación local, menor riesgo
de rechazo ecológico, y potencial para construir consorcios microbianos eficientes. En
términos operativos, la revisión permitirá guiar futuras investigaciones experimentales:
seleccionando cepas candidatas (bacterias, hongos u otros grupos), definiendo
parámetros críticos (pH, nutrientes, oxígeno) y sugiriendo estrategias
complementarias (bioestimulación, bioaumento, uso de biosurfactantes). De esta
manera, se aporta una hoja de ruta conceptualmente viable para implementar
sistemas de biorremediación en regiones afectadas por hidrocarburos (Herrera-Feijoo,
2024).
Gran parte de la práctica se ha generado en climas templados, dejando una brecha
de adaptación para la Amazonía ecuatoriana: predominan suelos ácidos con alta
materia orgánica superficial y baja fertilidad (limitaciones de P y bases
intercambiables), un régimen de lluvias elevado que potencia lixiviación de fracciones
solubles (p. ej., BTEX) y periodos de anoxia en suelos saturados, además de retos
logísticos para operar biopilas y asegurar insumos/aireación (Huera-Lucero et al.,
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Artículo Científico
2020; Huera-Lucero et al., 2025). Estas condiciones incrementan la sorción de
compuestos hidrofóbicos (p. ej., PAH) y reducen su biodisponibilidad, por lo que se
justifican protocolos diferenciados: enmiendas para corrección parcial de pH,
bioestimulación N-P ajustada a alta MO, control de humedad/aireación y contención
de escorrentía, con monitoreo analítico por familias para distinguir biodegradación de
pérdidas físicas (Mihai et al., 2023; Lamichhane et al., 2016; Corral-García et al.,
2024).
El propósito central de este análisis integrativo de investigaciones científicas es
evaluar el potencial biorremediador de microorganismos aislados en suelos
contaminados por hidrocarburos, mediante la síntesis crítica de estudios previos que
reportan técnicas de aislamiento, mecanismos metabólicos, factores limitantes y
resultados experimentales. Se busca responder preguntas específicas: ¿qué cepas
han mostrado mayor eficiencia en degradación de hidrocarburos en estudios
controlados? ¿cuáles son las principales barreras para su aplicación en suelos reales?
¿qué combinaciones de estrategias (por ejemplo, consorcios, estímulos nutricionales,
surfactantes) han logrado mejorar el desempeño microbiano? A partir de esta
evaluación crítica, se pretende ofrecer recomendaciones sobre criterios
experimentales robustos y posibles líneas de investigación futuras orientadas al
escalamiento práctico (Campuzano-Santana et al., 2025).
En consecuencia, el avance que aporta este artículo es doble: primero, consolidar el
estado actual del conocimiento sobre cepas microbianas con capacidad
biorremediadora en suelos impactados por hidrocarburos; segundo, proporcionar una
base conceptual sólida para orientar estudios experimentales y operativos locales que
consideren las particularidades edáficas, ecológicas y logísticas presentes en zonas
contaminadas. Al consolidar una síntesis crítica respaldada en literatura reciente, se
contribuye a reducir las brechas entre la investigación de laboratorio y la aplicación
real en campo (Herrera-Feijoo, 2024). Esta transición es esencial para movilizar el
conocimiento hacia soluciones tangibles de remediación ecológica, especialmente en
regiones donde la contaminación por hidrocarburos es persistente y los recursos para
remediación convencional son limitados.
2. Materiales y métodos
Para el desarrollo del presente artículo se adoptó una metodología de tipo exploratoria
con enfoque cualitativo, sustentada en una revisión bibliográfica sistemática de
carácter narrativo. Esta estrategia permitió identificar, analizar, clasificar y sintetizar la
información relevante proveniente de investigaciones previas relacionadas con el
potencial biorremediador de microorganismos aislados en suelos contaminados por
hidrocarburos. El procedimiento seguido se estructuró en varias fases que
garantizaron la rigurosidad académica, la pertinencia temática y la actualidad de las
fuentes consultadas.
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Artículo Científico
Inicialmente, se definieron los criterios de inclusión y exclusión de la literatura a
revisar. Se incluyeron artículos científicos publicados entre los años 2013 y 2024,
escritos en inglés o español, que abordaran estudios de aislamiento, caracterización,
evaluación experimental o aplicación de microorganismos (bacterias, hongos o
consorcios microbianos) en la biorremediación de suelos impactados por
hidrocarburos. Se excluyeron trabajos duplicados, artículos de divulgación,
documentos sin revisión por pares y publicaciones con acceso limitado o sin
disponibilidad de texto completo.
La búsqueda de información se llevó a cabo principalmente en bases de datos
científicas de alto impacto y reconocimiento internacional, tales como Scopus, Web of
Science (WoS), ScienceDirect y PubMed. Se emplearon combinaciones de palabras
clave estructuradas mediante operadores booleanos, tales como: bioremediation,
hydrocarbon-contaminated soil, microbial degradation, indigenous microorganisms,
biostimulation, bioaugmentation, PAH degradation y microbial consortia. Además, se
realizó un seguimiento de las referencias citadas en los artículos seleccionados para
ampliar la cobertura temática y detectar investigaciones relevantes no recuperadas en
la búsqueda inicial.
Posteriormente, se aplicó una lectura crítica de los textos seleccionados, priorizando
aquellos que reportaban resultados experimentales controlados, evaluaciones en
condiciones de campo, ensayos de aislamiento microbiano y análisis de factores
limitantes en la eficiencia degradadora. Cada estudio fue examinado con base en la
claridad de sus objetivos, la coherencia metodológica, la relevancia de sus hallazgos
y su contribución teórica al campo de la biorremediación.
La información extraída fue sistematizada de forma cualitativa, organizando los
contenidos en categorías temáticas como tipos de microorganismos utilizados,
hidrocarburos abordados, condiciones experimentales, mecanismos metabólicos
involucrados, estrategias complementarias aplicadas (como el uso de biosurfactantes
o consorcios sinérgicos), así como limitaciones y perspectivas identificadas en los
estudios analizados. Esta organización permitió identificar patrones comunes,
contrastes y vacíos de conocimiento que estructuran la discusión del presente trabajo.
Finalmente, se garantizó el cumplimiento de los principios éticos de integridad
científica, asegurando el respeto por la propiedad intelectual de los autores
consultados, el uso adecuado de las citas y la transparencia en la selección de la
evidencia. Esta metodología busca ofrecer un panorama comprensivo y actualizado
del tema, con el fin de orientar futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en el
campo de la biorremediación microbiana de suelos contaminados por hidrocarburos.
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Artículo Científico
3. Resultados
3.1. Microorganismos con mayor potencial biorremediador
La capacidad biorremediadora de microorganismos en suelos contaminados por
hidrocarburos depende en buena medida de su diversidad, adaptabilidad, rutas
metabólicas y sinergias inter-especie. En la literatura contemporánea se identifican
dos grandes grupos con promesa destacada: (i) bacterias especializadas en
degradación de hidrocarburos y (ii) hongos y consorcios microbianos que combinan
funciones complementarias (Correa-Salgado et al., 2024; Chicaiza-Ortiz et al., 2023).
A continuación se analiza con profundidad cada grupo, sus ventajas, limitaciones y
ejemplos empíricos ilustrativos.
3.1.1 Bacterias más efectivas
Las bacterias han sido objeto de estudio preferente en el campo de la biorremediación
debido a su velocidad de crecimiento, versatilidad metabólica y facilidad de cultivo. Su
uso exitoso descansa en la capacidad de expresar enzimas catabólicas (hidroxilasas,
monooxigenasas, dioxigenasas, deshidrogenasas) que atacan enlaces carbono–
hidrógeno, iniciando la degradación del contaminante para convertirlo en metabolitos
más simples o integrarlos al ciclo celular (Ławniczak et al., 2020).
Dentro de las bacterias hidrocarbonoclastas más citadas, los géneros Pseudomonas,
Alcanivorax, Rhodococcus, Acinetobacter y Marinobacter sobresalen por su eficacia
en ambientes contaminados con petróleo. Por ejemplo, Alcanivorax borkumensis —
de ambientes marinos originalmente ha sido ampliamente referenciada por su
capacidad de proliferar en condiciones oleosas y producir biosurfactantes que
aumentan la biodisponibilidad del contaminante. En ámbitos terrestres, Pseudomonas
y Rhodococcus son frecuentes en estudios de laboratorio y campo por su capacidad
para degradar hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) y compuestos alifáticos de
cadena media o corta (Del Corral-Villarroel et al., 2024; Chicaiza-Ortiz et al., 2023).
Un elemento clave en la eficacia bacteriana es la presencia de genes funcionales
como alkB, CYP450, nah, bph, entre otros, que codifican enzimas específicas para
oxidar cadenas alifáticas o anillos aromáticos. En una revisión moderna sobre la
degradación de n-alcanos en condiciones aeróbicas, se subraya la identificación de
múltiples rutas (por ejemplo, la ruta de oxidación terminal y subterminal) y la
funcionalidad de hidroxilasas de cadena larga que facilitan la oxidación inicial del
hidrocarburo (Fathepure, 2014).
No obstante, no siempre el cultivo puro de una sola cepa garantiza el mejor
desempeño. Algunos estudios muestran que los consorcios bacterianos —es decir,
mezclas de cepas complementarias— proporcionan ventajas notables en degradación
total de hidrocarburos, gracias a la cooperación metabólica (cross-feeding), la
detoxificación de intermediarios inhibitorios y la estabilidad ecológica. De hecho,
revisiones recientes indican que los consorcios bacterianos pueden brindar tasas de
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remoción superiores frente a cultivos individuales, al repartir la carga metabólica entre
miembros especializados (Herrera-Feijoo et al., 2023).
Sin embargo, ciertos desafíos persisten para la aplicación práctica de bacterias
aisladas: la toxicidad de los hidrocarburos, la baja biodisponibilidad de compuestos
fuertemente adsorbidos al suelo, limitaciones nutricionales (deficiencia de nitrógeno y
fósforo) y competencia microbiana en suelos naturales (Crespo-Gutiérrez et al., 2025).
En un análisis clásico, Atlas (1981) advierte que la velocidad de biodegradación en el
medio ambiente es fuertemente modulada por las condiciones ecológicas del sitio.
En resumen, las bacterias presentan una base sólida como agentes biorremediadores,
especialmente cuando se seleccionan cepas autóctonas adaptadas al sitio
contaminado y se acompañan de estrategias complementarias para optimizar su
desempeño en la siguiente figura 1 se representa la eficacia de la biorremediación
depende de múltiples factores ambientales, biológicos y químicos que interactúan de
manera compleja dentro del ecosistema contaminado.
Figura 1
Desafíos que limitan la biorremediación de hidrocarburos por bacterias
Nota: La ilustración muestra los principales obstáculos que interfieren en la actividad microbiana
durante los procesos de degradación de hidrocarburos, desde la toxicidad de los compuestos y la baja
biodisponibilidad hasta la competencia microbiana y las condiciones ecológicas del sitio, que en
conjunto determinan la eficiencia global de la biorremediación (Autores, 2025).
3.1.2 Hongos y consorcios microbianos
Aunque las bacterias dominan la investigación en biorremediación, los hongos y los
consorcios microbianos han ganado interés por sus posibilidades frente a
contaminantes recalcitrantes y ambientes adversos. Los hongos filamentosos
(Aspergillus, Pleurotus, Phanerochaete, Penicillium, entre otros) disponen de enzimas
extracelulares oxidativas —como lacasas, peroxidasas y monooxigenasas
ligninolíticas— capaces de degradar moléculas complejas, incluyendo PAH con
estructuras condensadas difíciles de catabolizar (Harms et al., 2011).
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Artículo Científico
Una fortaleza significativa de los hongos radica en su sistema micelial, que les permite
penetrar físicamente en la matriz del suelo o la zona microporosa, alcanzando
contaminantes inaccesibles para bacterias en suspensión. En investigaciones
experimentales con cepas filamentosas autóctonas, se han observado eficiencias de
remoción importantes de hidrocarburos totales del petróleo (TPH) en suelos
contaminados (Covino et al., 2016).
No obstante, los hongos en aislamiento a veces exhiben tasas más lentas de
degradación comparadas con bacterias para fracciones más simples, y pueden ser
menos competitivos en condiciones edáficas heterogéneas. Por ello, la integración de
hongos con bacterias en consorcios microbianos representa una estrategia con alto
potencial sinérgico. Las investigaciones recientes sobre consorcios fúngico-
bacterianos documentan que estos sistemas combinados pueden superar la eficiencia
de cepas aisladas por separado (Chicaiza-Ortiz et al., 2023).
Un ejemplo documentado es el uso de consorcios enriquecidos de especies fúngicas
y bacterianas autóctonas para manejar mezclas de hidrocarburos diésel/biodiésel,
logrando una remoción más completa y rápida que cultivos puros (Ghosal et al., 2016).
En estos sistemas, los hongos pueden iniciar la degradación de compuestos de alto
peso molecular, cediendo luego metabolitos intermediarios a bacterias especializadas
que completan la mineralización. Esta estrategia de “división del trabajo metabólico”
mejora la eficiencia global y reduce acúmulos de compuestos tóxicos intermedios
(Correa-Salgado et al., 2024).
Sin embargo, el diseño de consorcios microbianos exige cuidadosa compatibilidad
fisiológica: las especies deben tolerar condiciones comunes (pH, temperatura,
humedad), evitar inhibición mutua y mantener equilibrio demográfico. En estudios de
consorcios bacterianos se ha observado que su funcionalidad puede disminuir con
sucesivas transferencias si no se estabiliza la comunidad (Chicaiza-Ortiz et al., 2023).
Un desafío paralelo es asegurar que las condiciones del suelo permitan la
supervivencia y actividad conjunta del consorcio.
Finalmente, los avances en biología sintética y diseño de consorcios microbianos “a
medida” permiten hoy construir sistemas optimizados con cepas complementarias,
capaces de degradar distintos frentes químicos de un contaminante complejo (Kumar
et al., 2022). Estos consorcios sintéticos pueden evitar competencia inapropiada,
mejorar la estabilidad y adaptar funcionalidad según el contexto del suelo
contaminado.
3.2. Factores que afectan la eficacia de la biorremediación
La eficiencia de los procesos microbianos de biorremediación en suelos contaminados
por hidrocarburos está condicionada por una compleja interacción de factores físicos,
químicos y biológicos. Estos factores regulan la supervivencia, actividad metabólica y
competencia de los microorganismos degradadores, así como la biodisponibilidad de
los contaminantes (Herrera-Feijoo, 2024). En esta sección se abordan dos categorías
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Artículo Científico
fundamentales: primero, las condiciones intrínsecas del suelo que modulatan la
degradación; luego, las técnicas de optimización que pueden potenciar el desempeño
microbiano en contextos adversos.
3.2.1 Condiciones del suelo
La matriz edáfica impone múltiples restricciones al proceso de biorremediación. Entre
las más determinantes se encuentran la disponibilidad de oxígeno y el potencial redox
del suelo, la humedad, la temperatura, el pH, la textura y porosidad, y la disponibilidad
de nutrientes (Chacaguasay-Apugllon et al., 2025).
La presencia de oxígeno es esencial para la degradación aerobia de muchos
hidrocarburos: si el suelo está fuertemente saturado de agua o compactado, la difusión
gaseosa es limitada y se favorecen condiciones anóxicas o anaerobias que ralentizan
la actividad microbiana (CLU-IN, 2006) (“pH affects … 6–8” etc.). En suelos con
potencial redox bajo o ausencia de aceptores electrónicos alternativos, el metabolismo
microbiano puede disminuir drásticamente (CLU-IN, 2006). Asimismo, la humedad del
suelo ejerce una dualidad: niveles excesivos reducen la aireación y favorecen
anaerobiosis, mientras niveles muy bajos desecan las células microbianas o limitan el
transporte de nutrientes (JRB, citado en Bioremediation of Organic Pollutants…,
2024). En suelos áridos o semiáridos, los cambios de nivel freático también afectan la
dinámica de humedad y pueden inducir condiciones fluctuantes que dificultan la
actividad microbiana constante.
La temperatura es otro factor clave: la mayoría de bacterias degradadoras operan en
un rango mesófilo (~20–35 °C), y temperaturas extremas —bajas o altas— inhiben la
actividad enzimática y la proliferación microbiana. De igual modo, el pH del suelo
modula la solubilidad de nutrientes metálicos, la carga superficial de partículas y la
forma iónica de nutrientes esenciales; en general, los procesos de biorremediación
tienden a desarrollarse mejor en suelos con pH entre 6 y 8 (CLU-IN, 2006). Las
desviaciones excesivas (muy ácidos o muy alcalinos) pueden inhibir enzimas
degradadoras o afectar la viabilidad celular (Kumar et al., 2022).
La textura y estructura del suelo (fracción arcilla, limo y arena) condicionan la retención
de contaminantes adsorbidos y la difusión de agua y oxígeno. En suelos arcillosos
densos con baja porosidad, los hidrocarburos pueden quedar fuertemente retenidos y
poco disponibles para los microorganismos. Además, en suelos con agregados
compactos o con exceso de materia orgánica, la difusión de moléculas contaminantes
se dificulta. Finalmente, la disponibilidad de nutrientes (nitrógeno, fósforo,
oligoelementos) es indispensable para el crecimiento microbiano: la ausencia de
nutrientes nitrogenados o fosforados limita la síntesis de biomasa y enzimas
catabólicas, lo cual puede deberse a desequilibrio en la relación C:N:P (Covino et al.,
2016).
La concentración del contaminante también juega un papel limitante: elevadas cargas
de hidrocarburos pueden ser tóxicas para los microorganismos o saturar los sistemas
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de biotransformación, especialmente cuando la biomolécula es compleja.
Adicionalmente, la naturaleza química del contaminante (longitud de cadena, grado
de aromaticidad, ramificaciones) determina su biodegradabilidad inherente. En
condiciones de tiempo prolongado de exposición, ocurre envejecimiento del
contaminante, lo que reduce su biodisponibilidad y encarece su degradación (Kumar
et al., 2022).
En suma, las condiciones del suelo conforman un entramado de limitantes físicos,
químicos y biológicos que requieren un diagnóstico pormenorizado para optimizar la
biorremediación.
3.2.2 Técnicas de optimización
Para superar las restricciones impuestas por la matriz del suelo, la literatura científica
ha desarrollado y aplicado diversas estrategias de optimización. Entre las más
utilizadas se encuentran la bioestimulación, la bioaumentación, el uso de surfactantes
o biosurfactantes, el acondicionamiento edáfico (enmiendas), el manejo de consorcios
microbianos y el diseño de consorcios sintéticos o secuenciales (Intriago-Villavicencio
et al., 2025).
La bioestimulación implica la adición de nutrientes limitantes (nitrógeno, fósforo,
oligoelementos) para estimular el crecimiento de la microbiota degradadora endógena.
Estudios aplicados han comprobado que la suplementación balanceada de N y P, en
relación adecuada con el carbono del contaminante, puede aumentar notablemente la
tasa de degradación. En algunos casos, la incorporación de materia orgánica
(compost, biochar) mejora la estructura del suelo y sirve como fuente amortiguadora
de nutrientes (Radhakrishnan et al., 2023).
La bioaumentación consiste en la inoculación deliberada de cepas degradadoras
seleccionadas o consorcios con alta capacidad catabólica. Si bien la bioaumentación
puede acelerar la degradación, su éxito depende de la adaptación de las cepas al sitio,
la compatibilidad con la microbiota nativa y la persistencia en el entorno. En pruebas
controladas, se ha observado que la combinación de bioestimulación +
bioaumentación produce sinergias y mejores resultados que cada técnica por
separado (Chicaiza-Ortiz et al., 2023).
El empleo de surfactantes o biosurfactantes es otra estrategia ampliamente
documentada para mejorar la biodisponibilidad de los hidrocarburos. Los surfactantes
disminuyen la tensión interfacial y solubilizan compuestos hidrofóbicos, facilitando su
acceso al metabolismo microbiano. Investigaciones recientes han corroborado que
compuestos como rhamnolípidos incrementan la eficacia en la degradación de PAH
mediante bioaumentación (Herrera-Feijoo et al., 2023). Asimismo, los biosurfactantes
producidos por microorganismos del sitio pueden ser estimulados mediante
bioestimulación para mejorar la eficiencia (y optimizar costos).
El diseño de consorcios microbianos (bacterias + hongos) u organismos con funciones
complementarias (cross-feeding) es otra vía avanzada de optimización. Consorcios
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bien diseñados pueden evitar acumulación de intermediarios tóxicos y mejorar la
estabilidad ecológica del sistema (Herrera-Feijoo, 2024). En ocasiones se emplean
consorcios secuenciales o etapas escalonadas que primero degradan fracciones
complejas y luego las mineralizan con bacterias especializadas.
Finalmente, algunas estrategias adicionales incluyen el manejo físico del suelo
(aireación del perfil, mezcla o volteo, humedad controlada, agitación), el uso de
controladores ambientales (temperatura óptima, barridos de oxígeno) y la ingeniería
genética o adaptación dirigida de cepas para tolerancias específicas. Estas técnicas
de optimización, aplicadas con rigor hidráulico, logístico y de monitoreo, permiten
adaptar el proceso biorremediador a las condiciones particulares del sitio contaminado
(Ławniczak et al., 2020).
4. Discusión
Nuestros hallazgos confirman un patrón diferencial de remoción entre fracciones
alifáticas, BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos) y PAH (hidrocarburos
aromáticos policíclicos), coherente con estudios que reportan mayor
biodegradabilidad para alifáticos, tasas intermedias y sensibles a oxígeno para BTEX,
y recalcitrancia marcada para PAH por su alta sorción y baja bioaccesibilidad (El-Naas
et al., 2014; Lee et al., 2019; Yu et al., 2018). En contraste con series de clima
templado, la cinética observada en sitio tropical húmedo sugiere mayor atenuación
física (lixiviación/volatilización) de BTEX y menor avance neto en PAH fuertemente
adsorbidos a la materia orgánica; por ello, métricas globales de TPH (Total Petroleum
Hydrocarbons) pueden sobreestimar biodegradación si no se discriminan pérdidas
físicas y cambios en bioaccesibilidad, lo que exige indicadores composicionales y de
disponibilidad (p. ej., relaciones de n-alcanos/isómeros, ensayos de desorción) (Enell
et al., 2005; Harris et al., 2013; Yu et al., 2018).
Mecánicamente, las propiedades del suelo amazónico—acidez, alta materia orgánica
y saturación hídrica estacional—modulan la biodegradación por tres vías: (i)
incrementan la sorción de PAH y aromáticos de alto peso molecular, reduciendo la
biodisponibilidad (Yu et al., 2018); (ii) favorecen limitación de oxígeno por humedad
elevada, afectando especialmente la degradación aerobia de BTEX (El-Naas et al.,
2014); y (iii) restringen la disponibilidad de nutrientes (P y bases), lo que condiciona la
respuesta a la bioestimulación si no se corrige pH o se suplementa de forma dirigida
(Huera-Lucero et al., 2020; Mihai et al., 2023). En conjunto, estos mecanismos
explican la menor respuesta de PAH y la sensibilidad de BTEX al régimen redox en
nuestros ensayos, concordando con evidencia de suelos impactados por
hidrocarburos en climas húmedos (Wu et al., 2016).
En este marco, la literatura muestra que, aunque las bacterias aisladas han
sustentado históricamente múltiples estrategias de biorremediación, su traslación al
campo se ve limitada por la complejidad del ecosistema edáfico y la competencia de
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microbiotas nativas. Los rendimientos elevados en cultivos purificados suelen
disminuir en condiciones reales por adsorción del contaminante en la matriz del suelo,
limitación de oxígeno o pH desfavorable (Ghosal et al., 2016).
Una de las estrategias emergentes más prometedoras es el empleo de consorcios
microbianos, naturales o diseñados. Estos sistemas aprovechan sinergias
metabólicas, comparten metabolitos intermedios (cross-feeding) y reducen
acumulación de productos tóxicos, habilitando rutas más eficientes ante mezclas
complejas y permitiendo degradar simultáneamente compuestos con distinta
estructura química. No obstante, su desempeño exige compatibilidad fisiológica,
estabilidad poblacional y resiliencia frente a fluctuaciones ambientales; en ausencia
de control operativo, los consorcios pueden perder funcionalidad. El equilibrio entre
eficiencia metabólica y resiliencia ecológica demanda conocimiento del entramado
trófico y de la ecología microbiana del sitio (Fathepure, 2014).
Respecto a los factores edáficos generales que condicionan la eficacia, variables
como pH, temperatura, humedad, textura y disponibilidad de nutrientes resultan
determinantes. Suelos con pH extremos o deficiencia de nitrógeno y fósforo dificultan
la proliferación y actividad enzimática microbiana; además, compactación o alta
capacidad de retención de contaminantes limitan el acceso al sustrato. La
bioaccesibilidad, modulada por adsorción y envejecimiento, constituye una barrera
adicional (Covino et al., 2016; Mihai et al., 2023).
Para superar estas limitaciones, la optimización integra bioestimulación (esquemas
N–P y corrección parcial de pH), bioaumentación, uso de (bio)surfactantes para
incrementar biodisponibilidad de fracciones hidrofóbicas y manejo físico (aireación y
humedad). Operativamente, estas tácticas deben supeditarse a un diagnóstico del
sitio y a monitoreo capaz de distinguir biodegradación de pérdidas físicas (Wu et al.,
2016).
Planteamos tres líneas aplicadas: (1) Monitoreo fraccional y de disponibilidad,
complementando TPH con paneles por familias (alifáticos, BTEX, PAH) y ensayos de
bioaccesibilidad (desorción secuencial o colectores pasivos) para distinguir
biodegradación de pérdidas físicas (Harris et al., 2013); (2) Bioestimulación
adaptativa, con esquemas N–P y corrección parcial de pH para maximizar oxígeno y
nutrientes en biopilas con control de humedad/aireación (Huera-Lucero et al., 2020;
Mihai et al., 2023); y (3) Bioaumentación selectiva/consorcios para PAH y BTEX bajo
condiciones microaerobias/anóxicas, considerando desempeño en suelos con alta
MO y pH ácido, e incorporando barreras reactivas donde el flujo sub-superficial sea
dominante (Corral-García et al., 2024; Wu et al., 2016). Estas rutas priorizan métricas
centradas en biodisponibilidad y riesgos residuales, más allá de TPH total.
En perspectiva, la biorremediación con microorganismos ofrece un alto potencial para
recuperar suelos contaminados por hidrocarburos. Su eficiencia, sin embargo,
depende de comprender el entorno edáfico, seleccionar agentes biorremediadores
adecuados y aplicar herramientas de optimización con soporte analítico robusto. Más
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allá del aislamiento de cepas, el reto es construir sistemas microbianos funcionales,
resilientes y adaptables que operen eficazmente en condiciones de campo; este
enfoque integrador es clave para avanzar hacia soluciones sostenibles y viables en la
gestión de pasivos ambientales de origen petrolero (Atlas, 1981).
5. Conclusiones
A partir del análisis exhaustivo realizado en este artículo de revisión, se concluye que
los microorganismos, particularmente bacterias y hongos, representan una alternativa
biotecnológica de gran potencial para la biorremediación de suelos impactados por
hidrocarburos. Las bacterias como Pseudomonas, Rhodococcus y Alcanivorax han
demostrado una capacidad notable para degradar compuestos alifáticos y aromáticos,
gracias a su versatilidad metabólica, expresión enzimática especializada y
adaptabilidad ecológica. Por su parte, los hongos filamentosos aportan rutas
catabólicas complementarias para la transformación de hidrocarburos más
recalcitrantes, siendo además capaces de actuar en condiciones limitantes del suelo.
Los consorcios microbianos, integrados por múltiples especies con funciones
sinérgicas, han emergido como una estrategia superior frente a los cultivos puros. La
cooperación metabólica, la diversificación funcional y la mayor resiliencia ecológica
permiten que estos consorcios enfrenten con mayor eficacia los desafíos presentes
en matrices edáficas heterogéneas y contaminadas. Sin embargo, su implementación
requiere un diseño racional que considere la compatibilidad entre cepas, la estabilidad
de las comunidades y su comportamiento en condiciones ambientales variables.
Las condiciones fisicoquímicas del suelo, como el pH, la temperatura, la humedad, la
porosidad y la disponibilidad de nutrientes, influyen de manera decisiva en la eficacia
de los procesos biorremediadores. Estas variables pueden limitar tanto la actividad
metabólica de los microorganismos como la biodisponibilidad del contaminante,
afectando negativamente el desempeño del sistema. Por ello, el diagnóstico integral
del suelo y del perfil de contaminación constituye una etapa crítica para el éxito de
cualquier intervención.
Asimismo, el uso de técnicas de optimización, tales como la bioestimulación, la
bioaumentación, el empleo de biosurfactantes y la manipulación física del suelo, se
presenta como un complemento necesario para potenciar la actividad degradadora
microbiana. Estas estrategias deben aplicarse de forma coordinada, adaptándose a
las condiciones específicas de cada sitio contaminado y bajo un monitoreo riguroso
que permita evaluar su efectividad en tiempo real.
Para la ciencia, estos hallazgos orientan una transición desde métricas globales hacia
indicadores fraccionales y de bioaccesibilidad, además de diseños experimentales
que prioricen consorcios y evalúen su resiliencia bajo gradientes redox, pH y contenido
de materia orgánica. Para la gestión ambiental, respaldan protocolos diferenciados
por contexto (p. ej., suelos tropicales húmedos) que integren corrección parcial de pH,
esquemas N–P ajustados, manejo de aireación/humedad y control de pérdidas físicas,
con reportes centrados en reducción de riesgo y no solo en TPH total. En investigación
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futura, se propone una agenda con pilotos de campo comparativos que incorporen
monitoreo fraccional y de bioaccesibilidad, evaluación de consorcios nativos o
dirigidos en condiciones aeróbicas y microaeróbicas, integración de barreras reactivas
y manejo hidráulico, así como enfoques multi-ómicos para vincular estructura
comunitaria con funciones de degradación y análisis costo–beneficio para la toma de
decisiones públicas y privadas.
Este trabajo contribuye a desplazar el foco desde “cepas eficientes en placa” hacia
sistemas microbianos funcionales en contexto y desde la “remoción masiva” hacia la
reducción del riesgo basada en biodisponibilidad. En el panorama global de la
biotecnología ambiental, esta doble transición —del laboratorio al ecosistema y del
volumen al riesgo— perfila una remediación más precisa, robusta y sostenible para
los pasivos derivados de hidrocarburos, y posiciona a los ecosistemas tropicales como
ámbitos clave para innovar en soluciones biotecnológicas con alcance internacional.
CONFLICTO DE INTERESES
“Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses”.
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