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Ciencias Agrarias/ Agricultural Sciences
Revista Ciencia y Tecnología (2026) 19(1) p 1 - 8 ISSN 1390-4051; e-ISSN 1390-4043 https://doi.org/ 10.18779/cyt.v19i1.1190
Determinación de concentración de cadmio (Cd) en suelos y semillas de plantaciones de cacao
(Theobroma cacao L.) en la sierra ecuatoriana
Determination of cadmium (Cd) levels in soils and seeds of cocoa plantations (Theobroma cacao L.) in the ecuadorian
highlands
Kléber Efraín Medina Rodríguez
, Erik Ronaldo Estrada Roldán
, Leontes Leonidas Zambrano Barcos
, Alba Elizabeth
Medina Rodríguez
Universidad Agraria del Ecuador, Ecuador
Autor de correspondencia: kemedina@uagraria.edu.ec
Recibido: 06/08/2025. Aceptado: 23/12/2025.
Publicado el 9 de enero de 2026.
Resumen
E
l propósito de la investigación fue determinar los niveles
de cadmio (Cd) en el cultivo de cacao (Theobroma cacao
L.) en una unidad de producción ubicada en la provincia de
Bolívar, Ecuador. Para ello, se recolectaron 10 muestras de
suelo a una profundidad de 0 a 20 cm en diferentes puntos
de la hacienda; asimismo, se recolectaron mazorcas de
cacao de 10 árboles de forma aleatoria en los sitios donde
se tomó la muestra de suelo, para la determinación de Cd
en semillas mediante absorción atómica. Las muestras
fueron georreferenciadas y mapeadas usando el programa
ArcGIS 10.3 en función de los niveles de contaminación. El
análisis estadístico se realizó aplicando la prueba T-Student
unilateral izquierda, para comparar con la norma vigente
sobre los niveles de cadmio permitidos en suelos y normativa
alimentaria europea referente a los valores de Cd en semillas.
Los resultados mostraron una media de 1,39 mg kg
-1
en
suelos, lo cual en ningún caso supera los niveles máximos
permitidos. En el caso de las semillas el Cd osciló entre
0,19 – 1,11 mg kg
-1
, lo cual está dentro del rango permitido.
Aunque los valores encontrados no representan riesgos para
la agroexportación del cacao es necesario tomar medidas
preventivas, especialmente en lo referente al manejo de la
fertilización una de las principales fuentes de Cd en el cultivo,
con el objetivo de minimizar los riesgos de acumulación de
Cd en suelos y semillas, en especial en las áreas donde se
reportaron los mayores niveles de este metal pesado.
Palabras clave: agroexportación, contaminación, inocuidad,
toxicidad, salud.
Abstract
T
he purpose of the research was to determine cadmium
(Cd) levels in cocoa crops (Theobroma cacao L.) at a
production unit located in Bolívar Province, Ecuador. To
this end, 10 soil samples were collected at a depth of 0 to
20 cm at dierent points on the farm. Cocoa pods were also
collected from 10 trees at random at the sites where the soil
samples were taken to determine the Cd content in the seeds
using atomic absorption. The samples were georeferenced and
mapped using ArcGIS 10.3 software based on contamination
levels. Statistical analysis was performed using the one-
tailed Student’s t-test to compare with current standards
on permissible cadmium levels in soil and European food
regulations on Cd values in seeds. The results showed an
average of 1.39 mg kg-1 in soils, which in no case exceeds the
maximum permitted levels. In the case of seeds, Cd ranged
from 0.19 to 1.11 mg kg-1, which is within the permitted range.
Although the values found do not pose a risk to cocoa exports,
preventive measures need to be taken, especially with regard
to fertilization management, one of the main sources of Cd in
the crop, in order to minimize the risks of Cd accumulation in
soils and seeds, particularly in areas where the highest levels
of this metal were reported.
Keywords: agroexport, pollution, safety, toxicity, health. .
Medina et al., 2026
2026. 19(1):1-8
Ciencia y Tecnología.2
Introducción
A nivel mundial el comercio de productos agrícolas, entre
ellos el cacao en grano, es de signicativa importancia, dado
que la producción y el comercio de estos bienes es de gran
importancia para la economía de la mayoría de los países
subdesarrollados (Suh y Molua, 2022). Sin embargo, las
mismas son de poca importancia si se comparan con el valor
total de exportaciones en países subdesarrollados como: Costa
de Marl, Ghana, Indonesia, Ecuador, y Camerún (Sabas et
al., 2020, Amponsah-Doku et al, 2022, Rahim et al., 2020,
Kuhn et al., 2023 y Nkouedjo et al., 2020).
Ecuador es el primer productor de cacao no de aroma a
nivel mundial, satisface el 60 % de la demanda internacional
de este producto (Borja et al., 2021). En el año 2024, Cedeño
y Dilas-Jiménez (2022) reportaron que se exportaron 460
mil toneladas métricas de cacao, generando ventas por 800
millones de dólares. Por su parte, Parada-Gutiérrez y Veloz-
Cordero (2021) destacaron que muchos productores trabajan
arduamente en pequeñas granjas, las cuales presentan bajos
rendimientos que podrían mejorar mediante la tecnicación,
ya que las cosechas suelen venderse dentro del mismo recinto.
En la Unión Europea, en enero del 2019 entró en vigencia
una normativa que se considera un rango permisible para
niveles de cadmio de 0,10 a 0,80 mg kg
-1
, en productos ya
elaborados a base de cacao (Rofner, 2021). Las plantas del
cacao no están clasicadas como hiperacumuladora de Cd,
generalmente la concentración en los granos va desde 0,02
a 12 mg kg
-1
de cadmio, siendo estos valores superiores en
América Latina (Vanderschueren et al., 2021).
Las regulaciones impuestas por la Unión Europea sobre
los límites máximos permitidos de residuos de cadmio sobre
el grano de cacao ecuatoriano puede generar el bloqueo de
las exportaciones, afectando la cadena de valor del cultivo, lo
cual afectaría directamente a miles de familias que dependen
de este rubro (Barraza et al. 2021), impactando de los
ingresos nacionales, dado que este producto representa uno
de los principales rubros económicos no solo en el campo
agrícola, sino de la economía nacional, y países de África y
sudamericanos como Brasil (De Oliveira et al., 2021).
Existe preocupación en la cadena de negocio del cacao
en todo el mundo; productores, exportadores, importadores
y clientes; debido a la presencia del cadmio en las semillas
y en su trasmisión directa al chocolate de consumo humano
(Bravo et al., 2022), puesto que este metal pesado se acumula
en el organismo y responsable de patologías graves para el ser
humano; además de ser tóxico, presenta alta permanencia en
hígado y riñones, siendo estos criterios establecidos para los
contaminantes más tóxicos (Maddela, et al., 2020).
La cadena de producción de cacao ecuatoriano a nivel
mundial se caracteriza por su excelente aroma y sabor (Villacis
et al.2022). A pesar de ello, su exportación es limitada, dado
que la Unión Europea ha detectado niveles signicativos de
metales pesados en especial cadmio en productos derivados
de cacao, por lo que propuso una normativa sobre los límites
mínimos de cadmio (Marincich et al., 2023). En consecuencia,
el cacao en grano debe cumplir con los niveles máximos de
Cadmio de acuerdo con el Codex Alimentarius.
En función de lo anteriormente expuesto, el objetivo
de esta investigación fue determinar, en la hacienda Roldán
ubicada en el cantón Echeandía provincia de Bolívar, lo
siguiente:
• Realizar análisis del contenido de cadmio en suelo en el
cultivo de cacao mediante la toma de muestras.
• Evaluar los niveles de cadmio de cacao en grano, mediante
análisis de laboratorio.
• Representar en forma gráca los niveles de cadmio en la
zona de estudio.
Materiales y métodos
Ubicación y caracterización del sitio de estudio
La investigación se realizó en el sector Barraganete del cantón
Echeandía, provincia de Bolívar (1°26’36.01” S, 79°17’13.22”
O) entre octubre 2020 y agosto 2021, evaluando la variedad de
cacao CCN 51 con 7 años de plantado. El clima predominante
es el tropical megatérmico húmedo, que se caracteriza por sus
precipitaciones hasta 2.500 mm anual y una temperatura de
24 °C, ideal para el desarrollo de una vegetación arbustiva
exuberante (Caiza, 2013). Los suelos en su mayor parte
pertenecen al grupo de inceptisoles (84,24 %), que implica
una alta concentración de materia orgánica, drenaje deciente
y ocupan las laderas escarpadas características del cantón.
Recolección de muestras de suelo
Se recolectaron 10 muestras de suelo compuesta en las 17,45
hectáreas de la nca de manera aleatoria al azar y en forma
de zig – zag dentro de la supercie sembrada del cultivo
de cacao establecido, a una profundidad de 0 a 20 cm, para
cada muestra compuesta se tomaron 3 submuestras las cuales
fueron mezcladas homogéneamente, para obtener una muestra
compuesta de 1 kg aproximadamente para el análisis químico.
Recolección de muestras de granos
Se recolectó mazorcas de cacao de 10 árboles de forma
aleatoria cercano al sitio donde se tomó la muestra de suelo,
previamente los granos deben estar libre de la mazorca,
este proceso se realizó con instrumento de acero inoxidable
desinfectado cada toma de muestra para evitar contaminación
con otros metales.
Concentraciones de cadmio en suelo (mg kg
-1
)
La determinación de los niveles de cadmio en suelos se realizó
mediante extracción de Cd total, usando el procedimiento
acreditado de absorción atómica en el Laboratorio de Suelos,
Foliares y Aguas de Agrocalidad Tumbaco. El mismo está
acreditado por el Servicio de Acreditación Ecuatoriano SAE
bajo la norma ISO/IEC 17025.
2026. 19(1): 1-8 Ciencia y Tecnología. 3
Determinación de concentración de cadmio (Cd) en suelos y semillas de plantaciones de cacao (Theobroma cacao L.) en la sierra ecuatoriana
Tabla 1. Puntos georreferenciados dentro de la unidad de producción, donde se recolectaron muestras de suelo y
semillas para la determinación de Cd
Muestra
Muestras de suelo Muestras de semillas
S
O S O
M-1 1°27’2.43” 79°16’53.14” 1°27’2.59”
79°16’53.17”
M-2 1°26’55.43”
79°16’52.92”
1°26’50.61”
79°16’54.15”
M-3 1°26’51.00”
79°16’55.51”
1°26’44.59”
79°16’54.48”
M-4 1°26’45.24”
79°16’56.78”
1°26’45.24”
79°16’56.78”
M-5 1°26’44.98”
79°17’2.21”
1°26’44.43”
79°17’1.66
M-6 1°26’43.78”
79°17’3.12”
1°26’43.45”
79°17’3.12”
M-7 1°26’42.22”
79°17’6.87”
1°26’41.73”
79°17’6.29”
M-8 1°26’40.09”
79°17’27.96”
1°26’40.10”
79°17’8.26”
M-9 1°26’37.63”
79°17’12.57”
1°26’37.47”
79°17’14.02”
M-10 1°26’36.01”
79°17’13.22”
1°26’35.48”
79°17’12.44”
Representación de datos
Mediante el software ArcGIS se realizó la representación
gráca de los datos obtenidos de cadmio en suelos y semillas
de cacao, para lo cual se identicaron previamente las
coordenadas mediante localización por GPS (Sistema de
Posicionamiento Global), las cuales se presentan en formato
geográco sexagesimal (grados, minutos, segundos) en la
Tabla 1.
Análisis estadístico
Se aplicó una prueba T-Student unilateral izquierda donde
se comparó con la Normativa Ambiental Ecuatoriana 2015
con los niveles de cadmio permitidos en suelo agrícola, y
con la Normativa Alimentaria Europea, 2019 para productos
elaborados de cacao.
Resultados
Análisis de concentración de cadmio en suelo
Los valores de cadmio en las 10 muestras de suelo obtenidas
en la Hacienda Roldán presentan valores en un rango de
1,19 – 2,13 mg kg
-1
(Tabla 2) y, de acuerdo con Reglamente
al Código Orgánico del Ambiente año 2019, en su anexo 2
Norma Técnica Ambiental del recurso suelo, la mayor parte
de estos valores se encuentran menor que 2,00 mg kg
-1
, que es
el límite máximo permitido para remediación en los suelos de
uso agrícola según la norma ambiental ecuatoriana a excepción
del punto 10, que supera este valor. Solo una muestra presentó
concentración más arriba de lo permitido.
Tabla 2. Niveles de cadmio obtenidos en suelos de una
unidad de producción del cantón de Echeandía, provincia
de Bolívar, Ecuador
Muestra Valor Cd mg kg
-1
Muestra 1 1,41
Muestra 2 1,57
Muestra 3 1,20
Muestra 4 1,42
Muestra 5 1,20
Muestra 6 1,21
Muestra 7 1,36
Muestra 8 1,23
Muestra 9 1,19
Muestra 10 2,13
Al comparar los valores obtenidos, con lo establecido en la
Norma de Calidad Ambiental del Recurso Suelo y Criterios de
Remediación para Suelos Contaminados Anexo 2, mediante
la T de Student, se observa una media de 1,39 mg kg
-1
, con
un valor p de 0,99 (Tabla 3), indicando que solo una de las
muestras obtenidas presenta considerablemente altos niveles
de cadmio en los resultados del análisis de suelo, tomando
como referencia el valor máximo establecido en la norma
ecuatoriana.
Medina et al., 2026
2026. 19(1):1-8
Ciencia y Tecnología.4
Figura 1. Distribución de Cd de acuerdo a la concentración en suelos de la hacienda Roldan, cantón de Echeandía,
provincia de Bolívar, Ecuador.
Tabla 3. Prueba T unilateral izquierda del cadmio en
el suelo, para comparar con la Normativa Ambiental
Ecuatoriana 2015
Variable N Media T p valor
Cadmio suelo 10 1,39 15,22 0,99
En la Figura 1 se puede observar la representación gráca
de la concentración de Cd en suelos de la hacienda mediante
la herramienta ArcGis, se evidencia que 12,69 hectáreas
presentan concentraciones de cadmio en el rango de 1,32 –
1,38 mg kg
-1
; 2,29 hectáreas se encuentran en el rango de
1,38 – 1,47 mg kg
-1
y 2,48 hectáreas muestran niveles de 1,47
– 1,60 mg kg
-1
, equivalentes a niveles medios de presencia
del elemento, en solo uno de los casos por encima del nivel
máximo permitido de 2,00 mg kg
-1
de Cd, a excepción de la
muestra 10 que supera este valor.
Discusión
En la mayoría de las áreas evaluadas dentro de la unidad
de producción, las concentraciones de cadmio (Cd) se
mantuvieron por debajo de los límites permisibles. Sin
embargo, en ciertos sectores se observaron niveles superiores,
posiblemente atribuibles a procesos de acumulación asociados
a la pendiente del terreno y a zonas bajas donde ocurre
deposición de arcillas, lo que favorece la retención del metal
dado que se ha demostrado en diversos estudios una mayor
capacidad de adsorción de este elemento en este tipo de suelo
(Furcal-Beriguete y Torres-Morales, 2020; Xinxin et al.,
2020). No obstante, en el área de estudio, predominan suelos
con pendiente, y lluvias intensas, que conducen a la erosión
y perdida de suelo, esto implica la acumulación de Cd en las
zonas bajas (Xu et al., 2021; Wei et al., 2023).
Para Blommaert et al. (2022), la acumulación de Cd está
relacionada a la translocación de este elemento, condicionado
por el material genético y el pH del suelo, observándose que
la baja concentración de Cd en la semilla se debe a que existe
una menor translocación (Carrillo et al., 2024). En diversas
regiones agrícolas de Ecuador, la acumulación de cadmio (Cd)
en niveles bajos y medios ha sido atribuida al uso frecuente
de fertilizantes fosfatados y abonos orgánicos por parte de
pequeños productores. Rodríguez-Alfaro et al. (2022) señalan
que estos insumos, aunque fundamentales para el desarrollo
de cultivos como el cacao y el arroz, pueden contener residuos
de metales pesados que se incorporan al suelo. Carrillo et al.
(2023) complementan esta perspectiva al destacar que dicha
incorporación genera una interacción compleja entre los
componentes edácos y los insumos agrícolas, lo que inuye
en la movilidad y retención del cadmio.
Evaluación de los niveles de cadmio de cacao en grano
Los valores de cadmio de las 10 muestras de árboles obtenidas
en la Hacienda Roldán (Tabla 4), presentan valores entre 0,19
– 1,11 mg kg
-1
; que, según la Normativa Alimentaria Europea,
2026. 19(1): 1-8 Ciencia y Tecnología. 5
Determinación de concentración de cadmio (Cd) en suelos y semillas de plantaciones de cacao (Theobroma cacao L.) en la sierra ecuatoriana
2019 están dentro de los rangos permitidos en los granos
de cacao, con el objetivo de que, al ser industrializado y
transformado en productos elaborados como bebidas o barras
de chocolate, las concentraciones de cadmio no excedan los
límites establecidos por el mercado europeo (Tabla 4).
Tabla 4. Concentración de cadmio en almendra en la zona
de estudio del Echeandía, provincia de Bolívar, Ecuador
Muestra Cd (mg kg
-1
)
Muestra 1 0,39
Muestra 2 0,56
Muestra 3 0,19
Muestra 4 0,41
Muestra 5 0,20
Muestra 6 0,20
Muestra 7 0,34
Muestra 8 0,21
Muestra 9 0,20
Muestra 10 1,11
Al comparar los valores de Cd obtenidos en semillas de
cacao con la Normativa Alimentaria Europea mediante la
T de Student, se observa una media de 0,38 mg kg
-1
con un
valor de P 0,9984 (Tabla 5). Esto indica que ninguna de las
muestras obtenidas presenta altos niveles de cadmio en las
semillas, considerando el valor máximo establecido en la
norma europea que es de es de 0,90 mg kg
-1
.
Tabla 5. Prueba T unilateral izquierda del cadmio en las
semillas, para comparar con la Normativa Alimentaria
Europea, 2019
Variable n Media T p valor
Cadmio semillas 10 0,38 4,23 0,99
El mapa de concentración del elemento cadmio en
semillas Figura 2, se observa que 11,41 hectáreas poseen un
rango de concentración de cadmio de 0,19 – 0,42 mg kg
-1
;
3,05 hectáreas obtuvieron un rango de 0,42 – 0,71 mg kg
-1
y
2,99 hectáreas obtuvieron niveles de 0,71 – 1,10 mg kg
-1
, en
todos los casos por debajo del límite máximo permitido en
productos elaborados, el cual es de 0,90 mg kg
-1
, de acuerdo
Normativa Alimentaria Europea, 2019.
Figura 2. Distribución de cadmio de acuerdo con la concentración en semillas de la hacienda Roldan, cantón de
Echeandía, provincia de Bolívar, Ecuador
Medina et al., 2026
2026. 19(1):1-8
Ciencia y Tecnología.6
La acumulación de Cd en la semilla tuvo un comportamiento
similar al observado en el suelo, debido a procesos de
desorción y adsorción que regulan la translocación de Cd
(Chang et al., 2023), se ha documentado. En diversas regiones
de Ecuador, se han identicado suelos cultivados con distintos
productos agrícolas que presentan contaminación por cadmio
(Cd), lo cual en algunos casos puede afectar directamente a los
frutos o semillas. Valarezo et al. (2022) destacan la necesidad
de implementar programas de torremediación orientados a la
recuperación de estos suelos, como estrategia para mitigar el
riesgo de transferencia del metal a los cultivos.
La acumulación de Cd está por debajo de los niveles
permitidos, su presencia no garantiza la inocuidad de los
derivados, lo cual afecta su calidad por el riesgo potencial
de la población consumidora, dado que la exposición a este
contaminante causa problemas de salud a largo plazo (Suhani
et al., 2021; Wang et al., 2021).
Es evidente que la acumulación de cadmio en la semilla
se transloca a los productos manufacturado por el sector
agroindustrial, lo que atenta contra la comercialización del
mismo, dado que de superarse los niveles máximos permitidos
se restringirá el acceso a mercado altamente competitivos
como el asiático, Estados Unidos y la Unión Europea (Wieck
y Grant, 2021; Charry et al., 2023) si bien no se superan los
límites, la presencia de este metal impacta de manera negativa
la demanda del producto.
Se debe migrar a sistemas de
producción sostenible de cacao que sustituyan el uso de abonos
químicos, es necesario garantizar su valor nutricional, calidad
e inocuidad, dado que el mismo es consumido principalmente
por la población infantil.
Conclusiones
Los resultados obtenidos evidencian que, si bien los niveles
de cadmio (Cd) en el suelo presentaron una media de 1,39
mg kg
-1
valor superior al límite establecido por el Código
Orgánico del Ambiente (0,5 mg kg
-1
), ninguna de las muestras
analizadas alcanzó concentraciones críticas que comprometan
la seguridad del cultivo. Asimismo, los niveles de Cd en
almendras de cacao se ubicaron entre 0,19 y 1,11 mg kg
-1
,
rango que se encuentra dentro de los límites permitidos por
la Normativa Alimentaria Europea para productos elaborados,
lo que garantiza la inocuidad del chocolate y sus derivados
agroindustriales.
Estos hallazgos permiten concluir que la producción
de cacao en la zona evaluada no representa un riesgo para
la salud del consumidor ni para la agroexportación hacia
mercados con altos estándares ambientales y sanitarios, como
los países de la Unión Europea. No obstante, se recomienda
implementar medidas agronómicas preventivas en las áreas
donde se registraron las concentraciones más elevadas de
Cd, con el n de preservar la calidad del suelo, asegurar la
inocuidad del producto nal y fortalecer la competitividad del
cacao ecuatoriano en el comercio internacional.
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Copyright (2026) © Kléber Medina Rodríguez, Erik Estrada Roldán, Leontes Zambrano Barcos y Alba Medina Rodríguez.
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