Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1910
https://doi.org/10.69639/arandu.v13i3.2514
Biosorción de cadmio (Cd²⁺) en medios acuosos mediante
biocarbones agrícolas: una revisión sistemática con enfoque
en residuos de cacao
Cadmium (Cd²⁺) biosorption from aqueous media using agricultural biochars: A
systematic review focusing on cocoa waste
Delly Maribel San Martin
dsanmartin@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-4680-4042
Universidad Técnica de Machala
Machala, El Oro, Ecuador
Alex Andrés Ordóñez López
aordonez16@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0009-0008-0022-3497
Universidad Técnica de Machala
Santa Rosa, El Oro, Ecuador
Pierre Luigui Ordóñez Toro
pordonez4@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-0206-2272
Universidad Técnica de Machala
Zaruma, El Oro, Ecuador
Stefany Paulette Vilela Castro
svilela3@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-2713-3313
Universidad Técnica de Machala
Arenillas, El Oro, Ecuador
Artículo recibido: 10 julio 2026- Aceptado para publicación:16 agosto 2026
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
El cadmio (Cd²⁺) vertido en cuerpos de agua representa una amenaza para los ecosistemas y la
salud humana debido a su toxicidad y bioacumulación. Los tratamientos físico-químicos
convencionales resultan costosos y perjudican al ambiente. En este contexto, la biosorción
mediante biocarbones agrícolas surge como una alternativa sostenible frente a los tratamientos
convencionales. Este trabajo analiza la evidencia científica sobre la capacidad de biosorción del
Cd²⁺, evaluando condiciones experimentales, cinética de reacción e isotermas de equilibrio, con
un enfoque comparativo centrado en el biocarbón de residuos de cacao (Theobroma cacao L.). La
revisión sistemática se estructuró según PRISMA 2020, abarcando búsquedas en Scopus, Web of
Science, PubMed, SciELO y Google Scholar. De una búsqueda inicial de 152 registros, se
seleccionaron 52 tras aplicar criterios de elegibilidad, de los cuales 12 evalúan directamente
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1911
biomasa de cacao y 40 corresponden a otros utilizados como referencia. La evidencia revisada
coincide en que el proceso se ajusta de manera predominante al modelo cinético de pseudo-
segundo orden y a la isoterma de Langmuir. Las capacidades máximas de adsorción variaron entre
18 y 67 mg/g, en un rango condicionado por la biomasa de origen, la temperatura de pirólisis y
un pH óptimo de entre 5,5 y 7. Frente a otros biosorbentes, los residuos de cacao mostraron
resultados competitivos, lo cual se explica por la abundancia de grupos funcionales oxigenados
en su superficie. Se identificaron vacíos de conocimiento sobre el comportamiento del material
en matrices de agua real, en sistemas de flujo continuo y durante ciclos de regeneración.
Palabras clave: biocarbón, cadmio, biosorción, residuos de cacao, cinética de adsorción
ABSTRACT
Cadmium (Cd²⁺) released into water bodies poses a threat to ecosystems and human health due to
its toxicity and bioaccumulation. Conventional physicochemical treatments are costly and
environmentally damaging. In this context, biosorption using agricultural biochars emerges as a
sustainable alternative to conventional treatments. This work analyzes the scientific evidence on
the biosorption capacity of Cd²⁺, evaluating experimental conditions, reaction kinetics, and
equilibrium isotherms, with a comparative approach focused on biochar from cocoa waste
(Theobroma cacao L.). The systematic review was structured according to the PRISMA 2020
protocol, encompassing searches in Scopus, Web of Science, PubMed, SciELO, and Google
Scholar. From an initial search of 152 records, 52 studies were selected after applying eligibility
criteria, of which 12 directly evaluate cocoa biomass and 40 correspond to other agricultural
biosorbents used as a reference. The reviewed evidence agrees that the process predominantly
follows the pseudo-second-order kinetic model and the Langmuir isotherm. Maximum adsorption
capacities ranged from 18 to 67 mg/g, within a range conditioned by the source biomass, pyrolysis
temperature, and an optimum pH between 5.5 and 7. Compared to other biosorbents, cocoa waste
showed competitive results, explained by the abundance of oxygenated functional groups on its
surface. Knowledge gaps were identified regarding the material's behavior in real water matrices,
in continuous flow systems, and during regeneration cycles.
Keywords: biochar, cadmium, biosorption, cocoa waste, adsorption kinetics
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
biomasa de cacao y 40 corresponden a otros utilizados como referencia. La evidencia revisada
coincide en que el proceso se ajusta de manera predominante al modelo cinético de pseudo-
segundo orden y a la isoterma de Langmuir. Las capacidades máximas de adsorción variaron entre
18 y 67 mg/g, en un rango condicionado por la biomasa de origen, la temperatura de pirólisis y
un pH óptimo de entre 5,5 y 7. Frente a otros biosorbentes, los residuos de cacao mostraron
resultados competitivos, lo cual se explica por la abundancia de grupos funcionales oxigenados
en su superficie. Se identificaron vacíos de conocimiento sobre el comportamiento del material
en matrices de agua real, en sistemas de flujo continuo y durante ciclos de regeneración.
Palabras clave: biocarbón, cadmio, biosorción, residuos de cacao, cinética de adsorción
ABSTRACT
Cadmium (Cd²⁺) released into water bodies poses a threat to ecosystems and human health due to
its toxicity and bioaccumulation. Conventional physicochemical treatments are costly and
environmentally damaging. In this context, biosorption using agricultural biochars emerges as a
sustainable alternative to conventional treatments. This work analyzes the scientific evidence on
the biosorption capacity of Cd²⁺, evaluating experimental conditions, reaction kinetics, and
equilibrium isotherms, with a comparative approach focused on biochar from cocoa waste
(Theobroma cacao L.). The systematic review was structured according to the PRISMA 2020
protocol, encompassing searches in Scopus, Web of Science, PubMed, SciELO, and Google
Scholar. From an initial search of 152 records, 52 studies were selected after applying eligibility
criteria, of which 12 directly evaluate cocoa biomass and 40 correspond to other agricultural
biosorbents used as a reference. The reviewed evidence agrees that the process predominantly
follows the pseudo-second-order kinetic model and the Langmuir isotherm. Maximum adsorption
capacities ranged from 18 to 67 mg/g, within a range conditioned by the source biomass, pyrolysis
temperature, and an optimum pH between 5.5 and 7. Compared to other biosorbents, cocoa waste
showed competitive results, explained by the abundance of oxygenated functional groups on its
surface. Knowledge gaps were identified regarding the material's behavior in real water matrices,
in continuous flow systems, and during regeneration cycles.
Keywords: biochar, cadmium, biosorption, cocoa waste, adsorption kinetics
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1912
INTRODUCCIÓN
El cadmio (Cd²⁺), junto con el plomo (Pb) y el mercurio (Hg), se constituye como uno de
los metales pesados de mayor preocupación dentro de la gestión ambiental y la calidad del agua.
A diferencia de otros contaminantes orgánicos, este no se degrada, se acumula en sedimentos y
organismos acuáticos, ingresando a la cadena alimentaria. La Organización Mundial de la Salud
establece un límite máximo permisible de 0,003 mg/L para el agua de consumo humano (WHO,
2011). En zonas con actividad agrícola intensiva, minera e industrial, este umbral normativo es
superado de forma recurrente, representando una amenaza directa para la salud pública y los
ecosistemas acuáticos (Ge et al., 2024; Vera et al., 2016).
Para la remoción de Cd²⁺, las tecnologías físico-químicas tradicionales como la
precipitación química, intercambio iónico, filtración por membranas y la electrocoagulación
muestran ser eficientes en efluentes con concentraciones elevadas. No obstante, su aplicación
presenta severas restricciones técnicas y económicas en la eliminación de trazas: la precipitación
genera volúmenes considerables de lodos tóxicos; el intercambio iónico experimenta un rápido
ensuciamiento de las resinas en presencia de matrices complejas; las membranas de filtración
demandan un elevado consumo energético; y la electrocoagulación requiere la adición continua
de reactivos e insumos de alto costo (Medina et al., 2020). Debido a esto, la biosorción mediante
biomasa residual agroindustrial se posiciona como una alternativa sostenible y de bajo costo,
capaz de retener eficientemente metales pesados en su superficie.
Ecuador, reconocido como uno de los mayores productores de cacao fino de aroma del
mundo, con proyecciones de exportación que alcanzan las 438 000 toneladas métricas
(ANECACAO, 2024), genera año tras año una disponibilidad estimada de más de 1,5 millones
de toneladas de biomasa residual en el país. En la práctica casi no tienen uso posterior.
Transformar esa biomasa en biocarbón mediante pirólisis no solo le da una segunda vida a este
residuo agroindustrial, sino que encaja de lleno con la lógica de la economía circular ya que reduce
un pasivo ambiental mientras se obtiene un material adsorbente de alto valor agregado para el
tratamiento de efluentes acuosos (Barrezueta-Unda et al., 2023).
Sin embargo, al revisar la literatura disponible sobre el uso específico de biocarbón de
residuos de cacao para remover el cadmio, la información resulta dispersa: aparece mezclada entre
estudios de caracterización de materiales, ensayos con metales múltiples, o trabajos centrados en
otros contaminantes distintos al Cd²⁺. Durante la revisión de la literatura se observó que la
información disponible sobre este tema se encuentra dispersa en diferentes estudios y no existe
una recopilación que integre, de manera sistemática, las condiciones experimentales, los modelos
cinéticos y las isotermas de equilibrio aplicados al biocarbón de residuos de cacao. Esta situación
motivó la realización de la presente revisión, con el objetivo de reunir y organizar el conocimiento
existente mediante un método reproducible, facilitando su consulta y contribuyendo a que futuras
INTRODUCCIÓN
El cadmio (Cd²⁺), junto con el plomo (Pb) y el mercurio (Hg), se constituye como uno de
los metales pesados de mayor preocupación dentro de la gestión ambiental y la calidad del agua.
A diferencia de otros contaminantes orgánicos, este no se degrada, se acumula en sedimentos y
organismos acuáticos, ingresando a la cadena alimentaria. La Organización Mundial de la Salud
establece un límite máximo permisible de 0,003 mg/L para el agua de consumo humano (WHO,
2011). En zonas con actividad agrícola intensiva, minera e industrial, este umbral normativo es
superado de forma recurrente, representando una amenaza directa para la salud pública y los
ecosistemas acuáticos (Ge et al., 2024; Vera et al., 2016).
Para la remoción de Cd²⁺, las tecnologías físico-químicas tradicionales como la
precipitación química, intercambio iónico, filtración por membranas y la electrocoagulación
muestran ser eficientes en efluentes con concentraciones elevadas. No obstante, su aplicación
presenta severas restricciones técnicas y económicas en la eliminación de trazas: la precipitación
genera volúmenes considerables de lodos tóxicos; el intercambio iónico experimenta un rápido
ensuciamiento de las resinas en presencia de matrices complejas; las membranas de filtración
demandan un elevado consumo energético; y la electrocoagulación requiere la adición continua
de reactivos e insumos de alto costo (Medina et al., 2020). Debido a esto, la biosorción mediante
biomasa residual agroindustrial se posiciona como una alternativa sostenible y de bajo costo,
capaz de retener eficientemente metales pesados en su superficie.
Ecuador, reconocido como uno de los mayores productores de cacao fino de aroma del
mundo, con proyecciones de exportación que alcanzan las 438 000 toneladas métricas
(ANECACAO, 2024), genera año tras año una disponibilidad estimada de más de 1,5 millones
de toneladas de biomasa residual en el país. En la práctica casi no tienen uso posterior.
Transformar esa biomasa en biocarbón mediante pirólisis no solo le da una segunda vida a este
residuo agroindustrial, sino que encaja de lleno con la lógica de la economía circular ya que reduce
un pasivo ambiental mientras se obtiene un material adsorbente de alto valor agregado para el
tratamiento de efluentes acuosos (Barrezueta-Unda et al., 2023).
Sin embargo, al revisar la literatura disponible sobre el uso específico de biocarbón de
residuos de cacao para remover el cadmio, la información resulta dispersa: aparece mezclada entre
estudios de caracterización de materiales, ensayos con metales múltiples, o trabajos centrados en
otros contaminantes distintos al Cd²⁺. Durante la revisión de la literatura se observó que la
información disponible sobre este tema se encuentra dispersa en diferentes estudios y no existe
una recopilación que integre, de manera sistemática, las condiciones experimentales, los modelos
cinéticos y las isotermas de equilibrio aplicados al biocarbón de residuos de cacao. Esta situación
motivó la realización de la presente revisión, con el objetivo de reunir y organizar el conocimiento
existente mediante un método reproducible, facilitando su consulta y contribuyendo a que futuras
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1913
investigaciones puedan apoyarse en la evidencia ya disponible en lugar de repetir trabajos
similares.
En este contexto, el objetivo general de este estudio fue analizar y sintetizar, mediante
una revisión sistemática, la evidencia científica publicada sobre la capacidad de biosorción de
cadmio en solución acuosa utilizando biocarbónes y biosorbentes de origen agrícola, con un
énfasis comparativo centrado en los residuos de cacao (Theobroma cacao L.), considerando las
condiciones experimentales, los modelos cinéticos y las isotermas de equilibrio reportados en la
literatura.
Estado del arte
El biocarbón como material adsorbente
El biocarbón contiene una matriz porosa y heterogénea. Este se obtiene mediante la
descomposición térmica de la biomasa bajo condiciones limitadas o nulas de oxígeno en un
proceso llamado pirólisis. Este proceso reorganiza la estructura del material, por lo cual aumenta
su porosidad, el área superficial disponible y, sobre todo, la cantidad de grupos funcionales
oxigenados tales como hidroxilo, carboxilo y carbonilo, que son justamente los que se enlazan
con los cationes metálicos (Tag et al., 2016). A medida que la temperatura se incrementa hacia
rangos elevados (600 °C – 800 °C), ocurre la volatilización y degradación de los grupos
oxigenados, lo que disminuye la polaridad del biocarbón y reduce los sitios de intercambio
catiónico. Diversos estudios han reportado una tendencia de desempeño óptimo a temperaturas
intermedias (~500 °C) para la biosorción de cadmio (Liu et al., 2023; Tomczyk et al., 2022). Sin
embargo, este comportamiento no constituye un estándar absoluto para la totalidad de los
diferentes tipos de biocarbón. La temperatura ideal depende estrictamente del balance entre la
retención de grupos funcionales y el desarrollo del área superficial para cada tipo de biomasa
vegetal. En cuanto al mecanismo, no suele ser uno solo: intercambio iónico, complejación
superficial, precipitación y, en materiales con más contenido mineral, coprecipitación con fosfatos
o carbonatos, todo puede estar ocurriendo a la vez en proporciones distintas según el material
(Beesley y Marmiroli, 2011; Pei et al., 2024).
Residuos de cacao como precursor de biocarbón
Dentro del universo de residuos agroindustriales candidatos a convertirse en biocarbón,
el cacao ofrece una ventaja que no es menor: su cáscara y cascarilla son relativamente ricas en
pectina y celulosa, lo que se traduce en una buena densidad de grupos funcionales disponibles
para la adsorción (Villabona et al., 2021). Existen antecedentes de su aprovechamiento como
enmienda orgánica para mejorar suelos agrícolas (Pinzon-Nuñez et al., 2022), pero su uso puntual
como biosorbente de metales pesados en agua todavía es un terreno en construcción, con estudios
que aparecen sueltos en distintas revistas y regiones, sin mucha conexión entre sí (Ramos Flores
et al., 2022).
investigaciones puedan apoyarse en la evidencia ya disponible en lugar de repetir trabajos
similares.
En este contexto, el objetivo general de este estudio fue analizar y sintetizar, mediante
una revisión sistemática, la evidencia científica publicada sobre la capacidad de biosorción de
cadmio en solución acuosa utilizando biocarbónes y biosorbentes de origen agrícola, con un
énfasis comparativo centrado en los residuos de cacao (Theobroma cacao L.), considerando las
condiciones experimentales, los modelos cinéticos y las isotermas de equilibrio reportados en la
literatura.
Estado del arte
El biocarbón como material adsorbente
El biocarbón contiene una matriz porosa y heterogénea. Este se obtiene mediante la
descomposición térmica de la biomasa bajo condiciones limitadas o nulas de oxígeno en un
proceso llamado pirólisis. Este proceso reorganiza la estructura del material, por lo cual aumenta
su porosidad, el área superficial disponible y, sobre todo, la cantidad de grupos funcionales
oxigenados tales como hidroxilo, carboxilo y carbonilo, que son justamente los que se enlazan
con los cationes metálicos (Tag et al., 2016). A medida que la temperatura se incrementa hacia
rangos elevados (600 °C – 800 °C), ocurre la volatilización y degradación de los grupos
oxigenados, lo que disminuye la polaridad del biocarbón y reduce los sitios de intercambio
catiónico. Diversos estudios han reportado una tendencia de desempeño óptimo a temperaturas
intermedias (~500 °C) para la biosorción de cadmio (Liu et al., 2023; Tomczyk et al., 2022). Sin
embargo, este comportamiento no constituye un estándar absoluto para la totalidad de los
diferentes tipos de biocarbón. La temperatura ideal depende estrictamente del balance entre la
retención de grupos funcionales y el desarrollo del área superficial para cada tipo de biomasa
vegetal. En cuanto al mecanismo, no suele ser uno solo: intercambio iónico, complejación
superficial, precipitación y, en materiales con más contenido mineral, coprecipitación con fosfatos
o carbonatos, todo puede estar ocurriendo a la vez en proporciones distintas según el material
(Beesley y Marmiroli, 2011; Pei et al., 2024).
Residuos de cacao como precursor de biocarbón
Dentro del universo de residuos agroindustriales candidatos a convertirse en biocarbón,
el cacao ofrece una ventaja que no es menor: su cáscara y cascarilla son relativamente ricas en
pectina y celulosa, lo que se traduce en una buena densidad de grupos funcionales disponibles
para la adsorción (Villabona et al., 2021). Existen antecedentes de su aprovechamiento como
enmienda orgánica para mejorar suelos agrícolas (Pinzon-Nuñez et al., 2022), pero su uso puntual
como biosorbente de metales pesados en agua todavía es un terreno en construcción, con estudios
que aparecen sueltos en distintas revistas y regiones, sin mucha conexión entre sí (Ramos Flores
et al., 2022).
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1914
Cinética e isotermas: cómo se interpreta un ensayo de biosorción
Para describir un proceso de biosorción normalmente se recurre a dos tipos de modelos,
que responden a preguntas distintas. La cinética responde a qué tan rápido ocurre el proceso y
cuánto tarda en llegar al equilibrio. Los modelos más usados son pseudo-primer orden, que asume
que la velocidad depende de forma lineal de los sitios libres disponibles, y pseudo-segundo orden,
que interpreta la quimisorción como la etapa que realmente limita la velocidad —y que, el modelo
que presenta el mejor ajuste en la mayoría de los sistemas biocarbón-metal reportados (Kwikima
et al., 2023; Chen et al., 2022). La otra pregunta, cuánto puede retener el material como máximo,
la responde el equilibrio, representado mediante isotermas de adsorción: Langmuir describe una
adsorción en monocapa sobre sitios homogéneos y permite estimar la capacidad máxima (qmax);
Freundlich, en cambio, se ajusta mejor cuando la superficie es más heterogénea, con adsorción en
multicapa (Correa-Abril et al., 2023). Cuando ninguno de los dos explica bien el comportamiento
observado, entran en juego isotermas de tres parámetros como Temkin o Sips (Liu et al., 2023;
Chang et al., 2024).
Lo que aún no está claro
Pese a que existen numerosas investigaciones sobre biosorbentes agrícolas para remoción
de cadmio, la evidencia específica sobre biocarbón de residuos de cacao sigue siendo
comparativamente escasa y, como se mencionó antes, dispersa. Esa brecha, más que un vacío
absoluto de información, es lo que justifica ordenar lo que ya se sabe antes de lanzar nuevos
experimentos.
METODOLOGÍA
Enfoque y tipo de estudio
Este trabajo se desarrolló como una revisión sistemática de la literatura, siguiendo las
directrices de la declaración PRISMA 2020 (Page et al., 2021), un protocolo que se eligió
precisamente por su transparencia: permite que cualquier otra persona pueda replicar el proceso
de búsqueda, cribado y selección de estudios sin depender de criterios subjetivos no
documentados.
Registro del protocolo
De acuerdo con las recomendaciones de la guía PRISMA 2020, se declara que el
protocolo de esta revisión sistemática no fue registrado previamente en plataformas públicas
como PROSPERO u OSF. Sin embargo, los criterios de elegibilidad, la estrategia de búsqueda y
la matriz de extracción de datos se establecieron a priori y fueron aplicados de manera rigurosa
durante el desarrollo de la revisión.
Estrategia de búsqueda
La identificación de la literatura científica se llevó a cabo mediante búsquedas
sistemáticas en cinco bases de datos académicas e índices bibliográficos de alto impacto: Scopus,
Cinética e isotermas: cómo se interpreta un ensayo de biosorción
Para describir un proceso de biosorción normalmente se recurre a dos tipos de modelos,
que responden a preguntas distintas. La cinética responde a qué tan rápido ocurre el proceso y
cuánto tarda en llegar al equilibrio. Los modelos más usados son pseudo-primer orden, que asume
que la velocidad depende de forma lineal de los sitios libres disponibles, y pseudo-segundo orden,
que interpreta la quimisorción como la etapa que realmente limita la velocidad —y que, el modelo
que presenta el mejor ajuste en la mayoría de los sistemas biocarbón-metal reportados (Kwikima
et al., 2023; Chen et al., 2022). La otra pregunta, cuánto puede retener el material como máximo,
la responde el equilibrio, representado mediante isotermas de adsorción: Langmuir describe una
adsorción en monocapa sobre sitios homogéneos y permite estimar la capacidad máxima (qmax);
Freundlich, en cambio, se ajusta mejor cuando la superficie es más heterogénea, con adsorción en
multicapa (Correa-Abril et al., 2023). Cuando ninguno de los dos explica bien el comportamiento
observado, entran en juego isotermas de tres parámetros como Temkin o Sips (Liu et al., 2023;
Chang et al., 2024).
Lo que aún no está claro
Pese a que existen numerosas investigaciones sobre biosorbentes agrícolas para remoción
de cadmio, la evidencia específica sobre biocarbón de residuos de cacao sigue siendo
comparativamente escasa y, como se mencionó antes, dispersa. Esa brecha, más que un vacío
absoluto de información, es lo que justifica ordenar lo que ya se sabe antes de lanzar nuevos
experimentos.
METODOLOGÍA
Enfoque y tipo de estudio
Este trabajo se desarrolló como una revisión sistemática de la literatura, siguiendo las
directrices de la declaración PRISMA 2020 (Page et al., 2021), un protocolo que se eligió
precisamente por su transparencia: permite que cualquier otra persona pueda replicar el proceso
de búsqueda, cribado y selección de estudios sin depender de criterios subjetivos no
documentados.
Registro del protocolo
De acuerdo con las recomendaciones de la guía PRISMA 2020, se declara que el
protocolo de esta revisión sistemática no fue registrado previamente en plataformas públicas
como PROSPERO u OSF. Sin embargo, los criterios de elegibilidad, la estrategia de búsqueda y
la matriz de extracción de datos se establecieron a priori y fueron aplicados de manera rigurosa
durante el desarrollo de la revisión.
Estrategia de búsqueda
La identificación de la literatura científica se llevó a cabo mediante búsquedas
sistemáticas en cinco bases de datos académicas e índices bibliográficos de alto impacto: Scopus,
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1915
Web of Science (WoS), PubMed, SciELO y Google Scholar, bases con buena cobertura en
ciencias ambientales, química e ingeniería. La fecha de la última búsqueda realizada en todas las
bases de datos fue el 2 de junio de 2026. Se tomó en cuenta las obras publicadas en español e
inglés, sin importar el país de origen, dando prioridad a los trabajos publicados en el período 2019
en adelante. Para poder obtener la información, se utilizaron palabras claves como biochar,
cadmium adsorption, cadmium removal, cocoa waste, Theobroma cacao, biosorption, adsorption
kinetics y equilibrium isotherm. Se formularon ecuaciones de búsqueda mediante la combinación
de términos controlados (DeCS/MeSH) y lenguaje libre con operadores booleanos (AND, OR),
ajustando la sintaxis a los motores de búsqueda específicos de cada repositorio:
• Scopus: TITLE-ABS-KEY (("biochar" OR "biosorbent" OR "agricultural waste") AND
("cadmium" OR "Cd(II)" OR "Cd2+") AND ("biosorption" OR "adsorption") AND
("Theobroma cacao" OR "cacao pod husk" OR "cocoa waste") AND ("aqueous solution" OR
"water treatment"))
• Web of Science (WoS): TS=(("biochar" OR "biosorbent") AND ("cadmium" OR "Cd2+")
AND ("biosorption" OR "adsorption") AND ("cacao" OR "cocoa" OR "agricultural
residues") AND ("aqueous solution"))
• PubMed: (("biochar"[Mesh] OR "biosorbent") AND "cadmium"[Mesh] AND
("adsorption"[Mesh] OR "biosorption") AND "water purification"[Mesh])
• SciELO: (cadmio) AND (biocarbón OR biosorción) AND (cacao OR residuos agrícolas)
• Google Scholar: "biochar" "cadmium" "biosorption" "Theobroma cacao" "aqueous solution"
Criterios para la selección de los artículos
Se incluyeron artículos originales de investigación publicados en español o inglés, con
acceso al texto completo, que reportaran datos experimentales sobre la adsorción o biosorción de
cadmio en medio acuoso mediante biocarbón, biomasa residual o biosorbentes agroindustriales
comparables entre sí. Asimismo, se consideraron artículos de revisión únicamente como fuente
de contexto y apoyo para la discusión del estado del conocimiento, sin incorporarlos en los
análisis cuantitativos de capacidades máximas de adsorción, frecuencias de modelos cinéticos o
isotermas de equilibrio, con el fin de evitar la duplicación de información proveniente de los
estudios primarios.
No se incluyó literatura gris, como capítulos de libros sin revisión por pares, resúmenes de
congresos ni documentos de repositorios institucionales. También se excluyeron las revisiones
narrativas sin metodología explícita y los registros duplicados identificados entre las bases de
datos. Estos criterios se aplicaron de manera uniforme durante todo el proceso de selección de
estudios.
Procedimiento para la selección y análisis de los estudios
El proceso de selección siguió las cuatro fases del diagrama PRISMA 2020, las cuales se
presentan a continuación:
Web of Science (WoS), PubMed, SciELO y Google Scholar, bases con buena cobertura en
ciencias ambientales, química e ingeniería. La fecha de la última búsqueda realizada en todas las
bases de datos fue el 2 de junio de 2026. Se tomó en cuenta las obras publicadas en español e
inglés, sin importar el país de origen, dando prioridad a los trabajos publicados en el período 2019
en adelante. Para poder obtener la información, se utilizaron palabras claves como biochar,
cadmium adsorption, cadmium removal, cocoa waste, Theobroma cacao, biosorption, adsorption
kinetics y equilibrium isotherm. Se formularon ecuaciones de búsqueda mediante la combinación
de términos controlados (DeCS/MeSH) y lenguaje libre con operadores booleanos (AND, OR),
ajustando la sintaxis a los motores de búsqueda específicos de cada repositorio:
• Scopus: TITLE-ABS-KEY (("biochar" OR "biosorbent" OR "agricultural waste") AND
("cadmium" OR "Cd(II)" OR "Cd2+") AND ("biosorption" OR "adsorption") AND
("Theobroma cacao" OR "cacao pod husk" OR "cocoa waste") AND ("aqueous solution" OR
"water treatment"))
• Web of Science (WoS): TS=(("biochar" OR "biosorbent") AND ("cadmium" OR "Cd2+")
AND ("biosorption" OR "adsorption") AND ("cacao" OR "cocoa" OR "agricultural
residues") AND ("aqueous solution"))
• PubMed: (("biochar"[Mesh] OR "biosorbent") AND "cadmium"[Mesh] AND
("adsorption"[Mesh] OR "biosorption") AND "water purification"[Mesh])
• SciELO: (cadmio) AND (biocarbón OR biosorción) AND (cacao OR residuos agrícolas)
• Google Scholar: "biochar" "cadmium" "biosorption" "Theobroma cacao" "aqueous solution"
Criterios para la selección de los artículos
Se incluyeron artículos originales de investigación publicados en español o inglés, con
acceso al texto completo, que reportaran datos experimentales sobre la adsorción o biosorción de
cadmio en medio acuoso mediante biocarbón, biomasa residual o biosorbentes agroindustriales
comparables entre sí. Asimismo, se consideraron artículos de revisión únicamente como fuente
de contexto y apoyo para la discusión del estado del conocimiento, sin incorporarlos en los
análisis cuantitativos de capacidades máximas de adsorción, frecuencias de modelos cinéticos o
isotermas de equilibrio, con el fin de evitar la duplicación de información proveniente de los
estudios primarios.
No se incluyó literatura gris, como capítulos de libros sin revisión por pares, resúmenes de
congresos ni documentos de repositorios institucionales. También se excluyeron las revisiones
narrativas sin metodología explícita y los registros duplicados identificados entre las bases de
datos. Estos criterios se aplicaron de manera uniforme durante todo el proceso de selección de
estudios.
Procedimiento para la selección y análisis de los estudios
El proceso de selección siguió las cuatro fases del diagrama PRISMA 2020, las cuales se
presentan a continuación:
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1916
Figura 1
Diagrama de flujo PRISMA 2020
Fuente: Elaboración propia
La selección de los estudios se realizó de forma independiente por dos revisores del
equipo, quienes evaluaron cada artículo según los criterios de inclusión y exclusión previamente
definidos. Los desacuerdos sobre la elegibilidad de un estudio se resolvieron mediante discusión
entre ambos revisores hasta alcanzar consenso; no fue necesario recurrir a un tercer evaluador. La
extracción de datos se realizó mediante una matriz de consistencia diseñada previamente, que
permitió sistematizar la información de cada estudio incluido en las siguientes categorías: autores,
año, revista, país o contexto, tipo de biomasa y condiciones de pirólisis, técnicas de
caracterización, condiciones experimentales de adsorción (pH, dosis, tiempo de contacto,
concentración inicial), modelo cinético e isoterma de mejor ajuste, capacidad máxima de
adsorción (qmax) y principales hallazgos o limitaciones. El uso de una matriz estandarizada
Registros identificados a través de la búsqueda en
las cinco bases de datos consultadas
(n = 152)
Registros cribados por título y resumen
(n = 148)
Artículos evaluados a texto completo para
elegibilidad
(n = 113)
Estudios evaluados en la fase final de elegibilidad
(n = 77)
Estudios incluidos en el análisis
(n = 52)
(n=4)
Duplicados exactos: mismo DOI o mismo registro
repetido entre las bases consultadas
(n = 35)
No abordan directamente la adsorción o
biosorción de cadmio en medio acuoso.
(n = 36)
• No reportan Cd como metal de estudio: 11
• Sin datos cinéticos o de equilibrio: 14
• Biosorbentes no comparables con biocarbón o
biomasa residual agroindustrial: 11
(n = 25)
• Datos insuficientes de cinética o equilibrio: 16
• Enfocados en metales distintos al Cd²⁺: 6
• Sin acceso al texto completo: 3
IDENTIFICACIÓN
CRIBADO
ELEGIBILIDAD
INCLUSIÓN
EXCLUIDOS
Figura 1
Diagrama de flujo PRISMA 2020
Fuente: Elaboración propia
La selección de los estudios se realizó de forma independiente por dos revisores del
equipo, quienes evaluaron cada artículo según los criterios de inclusión y exclusión previamente
definidos. Los desacuerdos sobre la elegibilidad de un estudio se resolvieron mediante discusión
entre ambos revisores hasta alcanzar consenso; no fue necesario recurrir a un tercer evaluador. La
extracción de datos se realizó mediante una matriz de consistencia diseñada previamente, que
permitió sistematizar la información de cada estudio incluido en las siguientes categorías: autores,
año, revista, país o contexto, tipo de biomasa y condiciones de pirólisis, técnicas de
caracterización, condiciones experimentales de adsorción (pH, dosis, tiempo de contacto,
concentración inicial), modelo cinético e isoterma de mejor ajuste, capacidad máxima de
adsorción (qmax) y principales hallazgos o limitaciones. El uso de una matriz estandarizada
Registros identificados a través de la búsqueda en
las cinco bases de datos consultadas
(n = 152)
Registros cribados por título y resumen
(n = 148)
Artículos evaluados a texto completo para
elegibilidad
(n = 113)
Estudios evaluados en la fase final de elegibilidad
(n = 77)
Estudios incluidos en el análisis
(n = 52)
(n=4)
Duplicados exactos: mismo DOI o mismo registro
repetido entre las bases consultadas
(n = 35)
No abordan directamente la adsorción o
biosorción de cadmio en medio acuoso.
(n = 36)
• No reportan Cd como metal de estudio: 11
• Sin datos cinéticos o de equilibrio: 14
• Biosorbentes no comparables con biocarbón o
biomasa residual agroindustrial: 11
(n = 25)
• Datos insuficientes de cinética o equilibrio: 16
• Enfocados en metales distintos al Cd²⁺: 6
• Sin acceso al texto completo: 3
IDENTIFICACIÓN
CRIBADO
ELEGIBILIDAD
INCLUSIÓN
EXCLUIDOS
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1917
facilitó la comparación sistemática entre estudios y la identificación de las tendencias más
relevantes en la literatura revisada.
RESULTADOS
Proceso de selección
La búsqueda inicial arrojó 152 registros. Tras eliminar 4 duplicados quedaron 148, de los
cuales 35 se descartaron en el cribado por título y resumen por no relacionarse directamente con
adsorción o biosorción de cadmio, dejando 113 registros para la evaluación de elegibilidad a texto
completo. De estos, 36 no cumplieron los criterios de inclusión debido a que 11 no reportaban al
Cd como metal de estudio, 14 no presentaban datos cinéticos o de equilibrio y 11 correspondían
a biosorbentes no comparables con biocarbón o biomasa residual agroindustrial. En la fase final
de elegibilidad, se descartaron 25 estudios adicionales: 16 por presentar datos insuficientes de
cinética o equilibrio, 6 por estar enfocados en metales distintos al Cd²⁺ y 3 por no contar con
acceso al texto completo. El proceso terminó con 52 estudios incluidos en el análisis (Tabla 1).
Características generales de los estudios incluidos
De los 52 estudios relacionados con el tema, la mayor parte se concentra en los años más
recientes: 18 se publicaron en 2022, 15 en 2023, 8 en 2021, 5 en 2020, uno en 2011, 2 en 2016,
uno en 2019, uno en 2024 y uno en 2025. Esta distribución indica un interés creciente de la
comunidad científica por este campo de investigación, con una desaceleración aparente en 2024-
2025 que puede deberse tanto a la disponibilidad real de literatura como al momento en que se
cerró la búsqueda.
En cuanto al tipo de investigaciones realizadas, predominan claramente los ensayos
experimentales desarrollados en sistemas batch, que representan aproximadamente dos tercios del
total de los estudios revisados (Hamzah et al., 2022; Correa-Abril et al., 2024; Landry et al., 2025).
En menor proporción se encontraron revisiones de literatura (Liu et al., 2023; Tomczyk et al.,
2022), estudios en los que se comparan distintos biosorbentes para evaluar su desempeño
(Villabona-Ortíz et al., 2021) y un número reducido de investigaciones llevadas a cabo en
columnas de lecho fijo (Lara et al., 2016).Del total de investigaciones analizadas, 12 evaluaron
directamente residuos de Theobroma cacao en medio acuoso, como cáscara de mazorca, cascarilla
de semilla o biomasa sin pirolizar (Sánchez Salamea y Uguña Rosas, 2020; Arellano Martínez y
Paredes Salazar, 2021; Lara et al., 2016; Landry et al., 2025; Hamzah et al., 2022; Villabona-
Ortíz et al., 2021; Lavado-Meza et al., 2023; Abbey et al., 2023; Correa-Abril et al., 2024;
Barrezueta-Unda et al., 2023; Pinzón-Núñez et al., 2022). Los estudios restantes aportan evidencia
comparativa a partir de otros residuos agroindustriales, entre ellos bagazo de caña, cascarilla de
arroz, tallo de banano y hueso de nanche, así como de biosorbentes de origen biológico, como
levaduras y hongos (Moreno-Rivas y Ramos-Clamont Montfort, 2019; Rodríguez et al., 2021a),
y no se atribuyen a los residuos de cacao en ningún punto del análisis.
facilitó la comparación sistemática entre estudios y la identificación de las tendencias más
relevantes en la literatura revisada.
RESULTADOS
Proceso de selección
La búsqueda inicial arrojó 152 registros. Tras eliminar 4 duplicados quedaron 148, de los
cuales 35 se descartaron en el cribado por título y resumen por no relacionarse directamente con
adsorción o biosorción de cadmio, dejando 113 registros para la evaluación de elegibilidad a texto
completo. De estos, 36 no cumplieron los criterios de inclusión debido a que 11 no reportaban al
Cd como metal de estudio, 14 no presentaban datos cinéticos o de equilibrio y 11 correspondían
a biosorbentes no comparables con biocarbón o biomasa residual agroindustrial. En la fase final
de elegibilidad, se descartaron 25 estudios adicionales: 16 por presentar datos insuficientes de
cinética o equilibrio, 6 por estar enfocados en metales distintos al Cd²⁺ y 3 por no contar con
acceso al texto completo. El proceso terminó con 52 estudios incluidos en el análisis (Tabla 1).
Características generales de los estudios incluidos
De los 52 estudios relacionados con el tema, la mayor parte se concentra en los años más
recientes: 18 se publicaron en 2022, 15 en 2023, 8 en 2021, 5 en 2020, uno en 2011, 2 en 2016,
uno en 2019, uno en 2024 y uno en 2025. Esta distribución indica un interés creciente de la
comunidad científica por este campo de investigación, con una desaceleración aparente en 2024-
2025 que puede deberse tanto a la disponibilidad real de literatura como al momento en que se
cerró la búsqueda.
En cuanto al tipo de investigaciones realizadas, predominan claramente los ensayos
experimentales desarrollados en sistemas batch, que representan aproximadamente dos tercios del
total de los estudios revisados (Hamzah et al., 2022; Correa-Abril et al., 2024; Landry et al., 2025).
En menor proporción se encontraron revisiones de literatura (Liu et al., 2023; Tomczyk et al.,
2022), estudios en los que se comparan distintos biosorbentes para evaluar su desempeño
(Villabona-Ortíz et al., 2021) y un número reducido de investigaciones llevadas a cabo en
columnas de lecho fijo (Lara et al., 2016).Del total de investigaciones analizadas, 12 evaluaron
directamente residuos de Theobroma cacao en medio acuoso, como cáscara de mazorca, cascarilla
de semilla o biomasa sin pirolizar (Sánchez Salamea y Uguña Rosas, 2020; Arellano Martínez y
Paredes Salazar, 2021; Lara et al., 2016; Landry et al., 2025; Hamzah et al., 2022; Villabona-
Ortíz et al., 2021; Lavado-Meza et al., 2023; Abbey et al., 2023; Correa-Abril et al., 2024;
Barrezueta-Unda et al., 2023; Pinzón-Núñez et al., 2022). Los estudios restantes aportan evidencia
comparativa a partir de otros residuos agroindustriales, entre ellos bagazo de caña, cascarilla de
arroz, tallo de banano y hueso de nanche, así como de biosorbentes de origen biológico, como
levaduras y hongos (Moreno-Rivas y Ramos-Clamont Montfort, 2019; Rodríguez et al., 2021a),
y no se atribuyen a los residuos de cacao en ningún punto del análisis.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1918
Materia prima y condiciones de pirólisis
Las temperaturas de pirólisis reportadas van de 300 a 900 °C, aunque los estudios que
logran mejor capacidad de adsorción tienden a concentrarse entre los 400 y 600 °C (Tag et al.,
2016), con 500 °C como un punto medio recurrente entre desarrollo de área BET y conservación
de grupos funcionales (Barrezueta-Unda et al., 2023). Al menos ocho de los estudios previamente
revisados exploran alguna estrategia de modificación, tales como activación con KOH,
impregnación con hierro, funcionalización con cisteamina, activación física con CO₂ (Zhang et
al., 2023; Al-Rawajfeh et al., 2023; Zhao et al., 2023), y en todos los casos donde se comparó el
material modificado contra el biocarbón base, se reportó una mejora, que va del 40 % al 100 %
según la técnica empleada (Long et al., 2023).
Capacidad de biosorción de cadmio
Las capacidades máximas de adsorción (qmax) reportadas se ubican, en su mayoría, entre
18 y 67 mg/g, con valores por encima de 50 mg/g cuando de por medio hay una modificación
química (Zhang et al., 2023; Long et al., 2023; Zhao et al., 2023). Los materiales derivados
específicamente de residuos de cacao presentan valores de qmax que van, en la mayoría de los
estudios, de 14,7 a 49 mg/g sin modificar bajo condiciones experimentales comparables entre sí,
en temperatura ambiente (Correa-Abril et al., 2024; Lavado-Meza et al., 2023; Abbey et al., 2023;
Pinzón-Núñez et al., 2022). Un solo estudio (Villabona-Ortíz et al., 2021) reporta una capacidad
notablemente superior, 160,83 mg/g, pero bajo condiciones experimentales extremas 55 °C y una
dosis de adsorbente mínima (0,03 g) que no son comparables directamente con el resto; ese valor
no debe promediarse con los demás sin señalar explícitamente la diferencia de condiciones.
Considerando solo los estudios en condiciones comparables, la diferencia dentro del rango de
14,7 a 49 mg/g responde en gran medida al método de síntesis empleado pirólisis convencional
frente a síntesis asistida por microondas más que a una menor calidad del material; en general,
estas cifras resisten bien la comparación e incluso superan en algunos casos a las de bagazo de
caña o cascarilla de arroz (Vera et al., 2016), los resultados son comparables e incluso superiores,
en determinadas condiciones, a los reportados para otros residuos agroindustriales (Villabona-
Ortíz et al., 2021).
Modelos cinéticos e isotermas de equilibrio
La mayoría de los estudios evaluó más de un modelo cinético y más de una isoterma de
equilibrio antes de seleccionar el de mejor ajuste, por lo que la suma de estudios que emplearon
cada modelo supera el número total de estudios incluidos si no se distingue entre "modelos
evaluados" y "modelo de mejor ajuste". Para evitar esa ambigüedad, se contabilizó únicamente el
modelo señalado explícitamente por cada estudio como el de mejor ajuste, según el criterio
estadístico reportado por los propios autores coeficiente de determinación (R²) más alto, menor
suma de errores cuadráticos o comparación entre los parámetros estimados y los valores
experimentales. Bajo este criterio, el modelo de pseudo-segundo orden fue señalado como el de
Materia prima y condiciones de pirólisis
Las temperaturas de pirólisis reportadas van de 300 a 900 °C, aunque los estudios que
logran mejor capacidad de adsorción tienden a concentrarse entre los 400 y 600 °C (Tag et al.,
2016), con 500 °C como un punto medio recurrente entre desarrollo de área BET y conservación
de grupos funcionales (Barrezueta-Unda et al., 2023). Al menos ocho de los estudios previamente
revisados exploran alguna estrategia de modificación, tales como activación con KOH,
impregnación con hierro, funcionalización con cisteamina, activación física con CO₂ (Zhang et
al., 2023; Al-Rawajfeh et al., 2023; Zhao et al., 2023), y en todos los casos donde se comparó el
material modificado contra el biocarbón base, se reportó una mejora, que va del 40 % al 100 %
según la técnica empleada (Long et al., 2023).
Capacidad de biosorción de cadmio
Las capacidades máximas de adsorción (qmax) reportadas se ubican, en su mayoría, entre
18 y 67 mg/g, con valores por encima de 50 mg/g cuando de por medio hay una modificación
química (Zhang et al., 2023; Long et al., 2023; Zhao et al., 2023). Los materiales derivados
específicamente de residuos de cacao presentan valores de qmax que van, en la mayoría de los
estudios, de 14,7 a 49 mg/g sin modificar bajo condiciones experimentales comparables entre sí,
en temperatura ambiente (Correa-Abril et al., 2024; Lavado-Meza et al., 2023; Abbey et al., 2023;
Pinzón-Núñez et al., 2022). Un solo estudio (Villabona-Ortíz et al., 2021) reporta una capacidad
notablemente superior, 160,83 mg/g, pero bajo condiciones experimentales extremas 55 °C y una
dosis de adsorbente mínima (0,03 g) que no son comparables directamente con el resto; ese valor
no debe promediarse con los demás sin señalar explícitamente la diferencia de condiciones.
Considerando solo los estudios en condiciones comparables, la diferencia dentro del rango de
14,7 a 49 mg/g responde en gran medida al método de síntesis empleado pirólisis convencional
frente a síntesis asistida por microondas más que a una menor calidad del material; en general,
estas cifras resisten bien la comparación e incluso superan en algunos casos a las de bagazo de
caña o cascarilla de arroz (Vera et al., 2016), los resultados son comparables e incluso superiores,
en determinadas condiciones, a los reportados para otros residuos agroindustriales (Villabona-
Ortíz et al., 2021).
Modelos cinéticos e isotermas de equilibrio
La mayoría de los estudios evaluó más de un modelo cinético y más de una isoterma de
equilibrio antes de seleccionar el de mejor ajuste, por lo que la suma de estudios que emplearon
cada modelo supera el número total de estudios incluidos si no se distingue entre "modelos
evaluados" y "modelo de mejor ajuste". Para evitar esa ambigüedad, se contabilizó únicamente el
modelo señalado explícitamente por cada estudio como el de mejor ajuste, según el criterio
estadístico reportado por los propios autores coeficiente de determinación (R²) más alto, menor
suma de errores cuadráticos o comparación entre los parámetros estimados y los valores
experimentales. Bajo este criterio, el modelo de pseudo-segundo orden fue señalado como el de
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1919
mejor ajuste en la mayoría de los estudios que reportaron esta comparación (Correa-Abril et al.,
2024; Chen et al., 2022), consistente con un mecanismo dominado por quimisorción y no por
difusión física simple (Kwikima et al., 2023), mientras que el modelo de pseudo-primer orden
predominó o resultó igualmente válido en un grupo más reducido de estudios (Moreno-Rivas y
Ramos-Clamont Montfort, 2019; Ruiz-Castillo et al., 2020). En cuanto al equilibrio, Langmuir
predominó como isoterma de mejor ajuste (Correa-Abril et al., 2024; Lavado-Meza et al., 2023),
mientras que Freundlich se ajustó mejor o de forma equivalente en materiales con superficies más
heterogéneas, como la biomasa sin pirolizar (Arellano Martínez y Paredes Salazar, 2021).
Factores que condicionan la biosorción
El pH fue la variable reportada con mayor frecuencia como determinante de la adsorción
de cadmio: de los 52 estudios incluidos, 36 evaluaron explícitamente el efecto de este parámetro
sobre la capacidad de remoción, y en la mayoría de ellos se identificó como el factor de mayor
influencia, con un valor óptimo reportado entre 5,5 y 7 (Sánchez Salamea, 2016; Uguña Rosas,
2020; Martínez Valdez et al., 2022; Long et al., 2023). A pH ácido, los protones compiten con los
cationes de cadmio por los sitios activos del biosorbente, lo que reduce la capacidad de remoción;
a pH alcalino (generalmente superior a 8), el Cd²⁺ comienza a precipitar como Cd (OH)₂, por lo
que el incremento en la remoción observada en ese rango no puede atribuirse en su totalidad a la
biosorción, sino que refleja, al menos parcialmente, un fenómeno de precipitación química. Esta
distinción es relevante porque varios de los estudios revisados no diferencian explícitamente
ambos mecanismos al reportar sus resultados en condiciones alcalinas, lo que introduce
incertidumbre sobre la capacidad de adsorción real del material en ese rango.
El equilibrio suele alcanzarse entre 60 y 120 minutos, y una dosis aplicada de 2 a 3 g/L
parece maximizar la eficiencia sin sacrificar la capacidad específica por gramo (Long et al., 2023;
Liu et al., 2023d). Cabe destacar que, cuando existen iones competidores como sodio (Na⁺), calcio
(Ca²⁺), magnesio (Mg²⁺) u otros metales en sistemas multicomponente, la capacidad de adsorción
de cadmio puede reducirse hasta en un 30 % (Rafiq et al., 2023), lo que constituye una señal de
alerta para quienes pretendan extrapolar resultados obtenidos en agua sintética a condiciones de
agua real.
DISCUSIÓN
En conjunto, la evidencia revisada indica que el biocarbón derivado de residuos de cacao
presentó un desempeño comparable al de otros biosorbentes agroindustriales más consolidados
en la literatura, como el bagazo de caña o la cascarilla de arroz. Villabona-Ortíz et al. (2021) y
Lavado-Meza et al. (2023), ubican a la biomasa de cacao entre las más eficientes al compararla
de forma directa con otras biomasas agrícolas previamente mencionadas, algo que atribuyen a su
contenido relativamente alto de pectina, celulosa y grupos funcionales oxigenados. Aun así,
conviene ser cauteloso al comparar cifras entre estudios distintos: el pH, la concentración inicial,
mejor ajuste en la mayoría de los estudios que reportaron esta comparación (Correa-Abril et al.,
2024; Chen et al., 2022), consistente con un mecanismo dominado por quimisorción y no por
difusión física simple (Kwikima et al., 2023), mientras que el modelo de pseudo-primer orden
predominó o resultó igualmente válido en un grupo más reducido de estudios (Moreno-Rivas y
Ramos-Clamont Montfort, 2019; Ruiz-Castillo et al., 2020). En cuanto al equilibrio, Langmuir
predominó como isoterma de mejor ajuste (Correa-Abril et al., 2024; Lavado-Meza et al., 2023),
mientras que Freundlich se ajustó mejor o de forma equivalente en materiales con superficies más
heterogéneas, como la biomasa sin pirolizar (Arellano Martínez y Paredes Salazar, 2021).
Factores que condicionan la biosorción
El pH fue la variable reportada con mayor frecuencia como determinante de la adsorción
de cadmio: de los 52 estudios incluidos, 36 evaluaron explícitamente el efecto de este parámetro
sobre la capacidad de remoción, y en la mayoría de ellos se identificó como el factor de mayor
influencia, con un valor óptimo reportado entre 5,5 y 7 (Sánchez Salamea, 2016; Uguña Rosas,
2020; Martínez Valdez et al., 2022; Long et al., 2023). A pH ácido, los protones compiten con los
cationes de cadmio por los sitios activos del biosorbente, lo que reduce la capacidad de remoción;
a pH alcalino (generalmente superior a 8), el Cd²⁺ comienza a precipitar como Cd (OH)₂, por lo
que el incremento en la remoción observada en ese rango no puede atribuirse en su totalidad a la
biosorción, sino que refleja, al menos parcialmente, un fenómeno de precipitación química. Esta
distinción es relevante porque varios de los estudios revisados no diferencian explícitamente
ambos mecanismos al reportar sus resultados en condiciones alcalinas, lo que introduce
incertidumbre sobre la capacidad de adsorción real del material en ese rango.
El equilibrio suele alcanzarse entre 60 y 120 minutos, y una dosis aplicada de 2 a 3 g/L
parece maximizar la eficiencia sin sacrificar la capacidad específica por gramo (Long et al., 2023;
Liu et al., 2023d). Cabe destacar que, cuando existen iones competidores como sodio (Na⁺), calcio
(Ca²⁺), magnesio (Mg²⁺) u otros metales en sistemas multicomponente, la capacidad de adsorción
de cadmio puede reducirse hasta en un 30 % (Rafiq et al., 2023), lo que constituye una señal de
alerta para quienes pretendan extrapolar resultados obtenidos en agua sintética a condiciones de
agua real.
DISCUSIÓN
En conjunto, la evidencia revisada indica que el biocarbón derivado de residuos de cacao
presentó un desempeño comparable al de otros biosorbentes agroindustriales más consolidados
en la literatura, como el bagazo de caña o la cascarilla de arroz. Villabona-Ortíz et al. (2021) y
Lavado-Meza et al. (2023), ubican a la biomasa de cacao entre las más eficientes al compararla
de forma directa con otras biomasas agrícolas previamente mencionadas, algo que atribuyen a su
contenido relativamente alto de pectina, celulosa y grupos funcionales oxigenados. Aun así,
conviene ser cauteloso al comparar cifras entre estudios distintos: el pH, la concentración inicial,
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1920
la dosis de adsorbente y hasta el método analítico usado para cuantificar el metal, el cual casi
siempre es la espectrofotometría de absorción atómica, pero con variaciones en el protocolo,
pueden introducir diferencias que no siempre son fáciles de aislar.
Un resultado particularmente relevante es el reportado por Landry et al. (2025), quienes
evaluaron si la activación física con dióxido de carbono (CO₂) mejora la capacidad del biocarbón
de cáscara de cacao para remover cadmio del agua, en condiciones cercanas a las del agua potable.
El resultado va en contra de lo que suele asumirse: el biocarbón sin activar, obtenido por pirólisis
a 400 °C, removió cadmio de forma más eficiente que su versión activada, con un 72,0 ± 1,1 %
de remoción. Según explican los propios autores, esto se debe a que la remoción de cadmio
depende más de la química superficial del biocarbón que de su área superficial. El hallazgo
cuestiona una suposición bastante extendida: que activar el biocarbón siempre mejora su
rendimiento. Aquí no fue así, y el costo adicional del proceso de activación no llegó a justificarse
con un beneficio real.
El área superficial BET aparece, junto con el pH, como uno de los parámetros más citados
para explicar la capacidad de adsorción. Los estudios que trabajan con modificaciones químicas
(Zhang et al., 2023; Al-Rawajfeh et al., 2023; Long et al., 2023) coinciden en que aumentar
sustancialmente el área superficial se traduce en mayor capacidad de adsorción de cadmio; Zhang
et al. (2023), de hecho, reportan que triplicar el área de 45 a 135 m²/g mediante activación con
hidróxido de potasio, prácticamente duplicó la capacidad. Pero esta relación no es del todo lineal
en todos los materiales: en biocarbónes con alto contenido mineral, como el derivado de hueso de
pescado que estudian Pei et al. (2024), el mecanismo dominante no es la adsorción física sino la
coprecipitación con fosfato de calcio. Es decir, la capacidad de remover cadmio depende de una
combinación de propiedades texturales y químicas, no de un único parámetro que sirva para
predecir todo.
Respecto a los modelos cinéticos y de equilibrio, que la mayoría de los estudios ajusten a
pseudo-segundo orden y Langmuir coincide con lo que reportan revisiones previas sobre
biocarbón para metales pesados (Liu et al., 2022; Tomczyk et al., 2022), lo que refuerza la idea
de que la quimisorción en monocapa es el mecanismo más frecuente, aunque claramente no el
único. Algunos estudios ajustan mejor a Freundlich o a isotermas de tres parámetros como Sips,
lo que apunta a superficies más heterogéneas, probablemente materiales sin pirolizar o con
activaciones parciales y es un buen recordatorio de que generalizar un solo modelo a todo tipo de
biocarbón sería un error.
Entre las limitaciones que se repiten en el conjunto de estudios está la escasa evaluación
del biocarbón de cacao en agua real, con iones competidores y materia orgánica disuelta,
condiciones que, según Rafiq et al. (2023) para agua salobre, pueden reducir la capacidad de
adsorción hasta en un 30 % respecto a los ensayos con agua sintética. También son pocos los
estudios que evalúan la regeneración del material en varios ciclos de uso, Kwikima et al. (2023)
la dosis de adsorbente y hasta el método analítico usado para cuantificar el metal, el cual casi
siempre es la espectrofotometría de absorción atómica, pero con variaciones en el protocolo,
pueden introducir diferencias que no siempre son fáciles de aislar.
Un resultado particularmente relevante es el reportado por Landry et al. (2025), quienes
evaluaron si la activación física con dióxido de carbono (CO₂) mejora la capacidad del biocarbón
de cáscara de cacao para remover cadmio del agua, en condiciones cercanas a las del agua potable.
El resultado va en contra de lo que suele asumirse: el biocarbón sin activar, obtenido por pirólisis
a 400 °C, removió cadmio de forma más eficiente que su versión activada, con un 72,0 ± 1,1 %
de remoción. Según explican los propios autores, esto se debe a que la remoción de cadmio
depende más de la química superficial del biocarbón que de su área superficial. El hallazgo
cuestiona una suposición bastante extendida: que activar el biocarbón siempre mejora su
rendimiento. Aquí no fue así, y el costo adicional del proceso de activación no llegó a justificarse
con un beneficio real.
El área superficial BET aparece, junto con el pH, como uno de los parámetros más citados
para explicar la capacidad de adsorción. Los estudios que trabajan con modificaciones químicas
(Zhang et al., 2023; Al-Rawajfeh et al., 2023; Long et al., 2023) coinciden en que aumentar
sustancialmente el área superficial se traduce en mayor capacidad de adsorción de cadmio; Zhang
et al. (2023), de hecho, reportan que triplicar el área de 45 a 135 m²/g mediante activación con
hidróxido de potasio, prácticamente duplicó la capacidad. Pero esta relación no es del todo lineal
en todos los materiales: en biocarbónes con alto contenido mineral, como el derivado de hueso de
pescado que estudian Pei et al. (2024), el mecanismo dominante no es la adsorción física sino la
coprecipitación con fosfato de calcio. Es decir, la capacidad de remover cadmio depende de una
combinación de propiedades texturales y químicas, no de un único parámetro que sirva para
predecir todo.
Respecto a los modelos cinéticos y de equilibrio, que la mayoría de los estudios ajusten a
pseudo-segundo orden y Langmuir coincide con lo que reportan revisiones previas sobre
biocarbón para metales pesados (Liu et al., 2022; Tomczyk et al., 2022), lo que refuerza la idea
de que la quimisorción en monocapa es el mecanismo más frecuente, aunque claramente no el
único. Algunos estudios ajustan mejor a Freundlich o a isotermas de tres parámetros como Sips,
lo que apunta a superficies más heterogéneas, probablemente materiales sin pirolizar o con
activaciones parciales y es un buen recordatorio de que generalizar un solo modelo a todo tipo de
biocarbón sería un error.
Entre las limitaciones que se repiten en el conjunto de estudios está la escasa evaluación
del biocarbón de cacao en agua real, con iones competidores y materia orgánica disuelta,
condiciones que, según Rafiq et al. (2023) para agua salobre, pueden reducir la capacidad de
adsorción hasta en un 30 % respecto a los ensayos con agua sintética. También son pocos los
estudios que evalúan la regeneración del material en varios ciclos de uso, Kwikima et al. (2023)
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1921
es de las pocas excepciones, con 85 % de recuperación usando ácido nítrico al 0,1 M y
prácticamente no hay trabajos sobre sistemas de flujo continuo aplicados específicamente a
biocarbón de cacao, más allá del antecedente de Lara et al. (2016) con residuos de cacao sin
pirolizar en columna de lecho fijo.
Estas limitaciones son, en el fondo, la brecha de conocimiento que motivó esta revisión, y
también marcan el camino hacia adelante, es decir, definen las líneas de investigación futuras. En
este contexto, hace falta evaluar el biocarbón de residuos de cacao en condiciones más parecidas
a la aplicación real, tales como agua residual industrial o minera, sistemas de columna, ciclos de
regeneración, si se quiere pasar de la evidencia de laboratorio a una tecnología de tratamiento que
realmente se pueda escalar.
CONCLUSIONES
El biocarbón derivado de residuos de cacao (Theobroma cacao L.) presenta potencial para
la remoción de cadmio en medios acuosos, con capacidades máximas de adsorción entre 28 y 49
mg/g sin modificar, cifras comparables a las de otros biosorbentes agroindustriales de referencia.
No obstante, esta evidencia proviene exclusivamente de ensayos de laboratorio con agua sintética
y de estudios de calidad metodológica heterogénea, por lo que la viabilidad tecnológica del
material no puede establecerse a partir de estos resultados; su confirmación requiere evaluar el
desempeño del biocarbón en agua real, en sistemas de columna y a lo largo de varios ciclos de
regeneración.
Los estudios revisados reportan con mayor frecuencia un pH entre 5,5 y 7, un tiempo de
contacto de 60 a 120 minutos y una dosis de adsorbente de 2 a 3 g/L como las condiciones
asociadas a la mayor remoción de cadmio; asimismo, la pirólisis alrededor de 500 °C fue la
temperatura reportada con mayor frecuencia. Debido a que los estudios emplearon materiales,
metodologías y condiciones experimentales distintas entre sí, estos valores deben interpretarse
como los intervalos más recurrentes en la literatura y no como condiciones óptimas universales
aplicables a cualquier biocarbón de cacao.
Según las distintas fuentes, se extrajo que el modelo cinético de pseudo-segundo orden y
la isoterma de Langmuir predominan por un margen amplio como los de mejor ajuste, lo que
sugiere que la quimisorción en monocapa es el mecanismo más frecuentemente reportado; sin
embargo, un buen ajuste estadístico al modelo de pseudo-segundo orden no constituye por sí solo
una prueba concluyente de que el mecanismo sea exclusivamente quimisorción, ya que este
modelo también puede ajustarse razonablemente bien a procesos en los que intervienen otros
mecanismos, como la difusión o la precipitación superficial. En otras palabras, el ajuste apunta a
que el cadmio se adhiere principalmente a la superficie del biocarbón formando una monocapa,
más que difundirse hacia el interior de sus poros o disolverse en la solución; no obstante, como
se señaló, esta interpretación no puede confirmarse únicamente a partir del ajuste cinético.
es de las pocas excepciones, con 85 % de recuperación usando ácido nítrico al 0,1 M y
prácticamente no hay trabajos sobre sistemas de flujo continuo aplicados específicamente a
biocarbón de cacao, más allá del antecedente de Lara et al. (2016) con residuos de cacao sin
pirolizar en columna de lecho fijo.
Estas limitaciones son, en el fondo, la brecha de conocimiento que motivó esta revisión, y
también marcan el camino hacia adelante, es decir, definen las líneas de investigación futuras. En
este contexto, hace falta evaluar el biocarbón de residuos de cacao en condiciones más parecidas
a la aplicación real, tales como agua residual industrial o minera, sistemas de columna, ciclos de
regeneración, si se quiere pasar de la evidencia de laboratorio a una tecnología de tratamiento que
realmente se pueda escalar.
CONCLUSIONES
El biocarbón derivado de residuos de cacao (Theobroma cacao L.) presenta potencial para
la remoción de cadmio en medios acuosos, con capacidades máximas de adsorción entre 28 y 49
mg/g sin modificar, cifras comparables a las de otros biosorbentes agroindustriales de referencia.
No obstante, esta evidencia proviene exclusivamente de ensayos de laboratorio con agua sintética
y de estudios de calidad metodológica heterogénea, por lo que la viabilidad tecnológica del
material no puede establecerse a partir de estos resultados; su confirmación requiere evaluar el
desempeño del biocarbón en agua real, en sistemas de columna y a lo largo de varios ciclos de
regeneración.
Los estudios revisados reportan con mayor frecuencia un pH entre 5,5 y 7, un tiempo de
contacto de 60 a 120 minutos y una dosis de adsorbente de 2 a 3 g/L como las condiciones
asociadas a la mayor remoción de cadmio; asimismo, la pirólisis alrededor de 500 °C fue la
temperatura reportada con mayor frecuencia. Debido a que los estudios emplearon materiales,
metodologías y condiciones experimentales distintas entre sí, estos valores deben interpretarse
como los intervalos más recurrentes en la literatura y no como condiciones óptimas universales
aplicables a cualquier biocarbón de cacao.
Según las distintas fuentes, se extrajo que el modelo cinético de pseudo-segundo orden y
la isoterma de Langmuir predominan por un margen amplio como los de mejor ajuste, lo que
sugiere que la quimisorción en monocapa es el mecanismo más frecuentemente reportado; sin
embargo, un buen ajuste estadístico al modelo de pseudo-segundo orden no constituye por sí solo
una prueba concluyente de que el mecanismo sea exclusivamente quimisorción, ya que este
modelo también puede ajustarse razonablemente bien a procesos en los que intervienen otros
mecanismos, como la difusión o la precipitación superficial. En otras palabras, el ajuste apunta a
que el cadmio se adhiere principalmente a la superficie del biocarbón formando una monocapa,
más que difundirse hacia el interior de sus poros o disolverse en la solución; no obstante, como
se señaló, esta interpretación no puede confirmarse únicamente a partir del ajuste cinético.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1922
Las modificaciones químicas o físicas del biocarbón (KOH, hierro, CO₂) suelen
incrementar su capacidad de adsorción de cadmio, con mejoras reportadas de entre 40 % y 100 %
en los estudios revisados; no obstante, estos tratamientos adicionales elevan el costo del proceso,
por lo que su aplicación debe evaluarse considerando la relación costo-beneficio frente al
desempeño real obtenido.
Persisten vacíos importantes en la evaluación de este material en agua real con iones
competidores, en sistemas de flujo continuo y en su regeneración tras varios ciclos de uso, dado
que la evidencia disponible procede principalmente de ensayos de laboratorio; estos aspectos
deben tomarse en cuenta en futuras investigaciones.
Las modificaciones químicas o físicas del biocarbón (KOH, hierro, CO₂) suelen
incrementar su capacidad de adsorción de cadmio, con mejoras reportadas de entre 40 % y 100 %
en los estudios revisados; no obstante, estos tratamientos adicionales elevan el costo del proceso,
por lo que su aplicación debe evaluarse considerando la relación costo-beneficio frente al
desempeño real obtenido.
Persisten vacíos importantes en la evaluación de este material en agua real con iones
competidores, en sistemas de flujo continuo y en su regeneración tras varios ciclos de uso, dado
que la evidencia disponible procede principalmente de ensayos de laboratorio; estos aspectos
deben tomarse en cuenta en futuras investigaciones.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1923
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del biocarbón derivado de restos de Theobroma cacao L. para su uso en suelos agrícolas.
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from euhalophyte. Scientific Reports, 14, 450. https://doi.org/10.1038/s41598-023-50525-
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Ilvia Carolina Moreno-Rivas, Gabriela Ramos-Clamont Montfor (2019). Descontaminación de
arsénico, cadmio y plomo en agua por biosorción con Saccharomyces cerevisiae..
Información Tecnológica. https://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2018.0.155
Jhackson Jengler Arellano Martinez, José Luis Paredes Salazar (2021). Biosorción de cadmio
disponible en medio acuoso mediante cascarilla de semilla de cacao (Theobroma cacao L.).
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Cd²⁺(aq) on microwave-synthetized pristine biochar from cocoa pod husk: Green,
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water cadmium removal in the Ivory Coast? (Título en español: ¿La activación del
biocarbón a partir de cáscaras de bayas de cacao permitiría eliminar el cadmio presente en
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Présiga-López, D., Rubio-Clemente, A., & Pérez, J. F. (2020). Uso del biocarbón como material
alternativo para el tratamiento de aguas residuales contaminadas. Revista UIS Ingenierías,
20(1), 121–134. https://doi.org/10.18273/revuin.v20n1-2021011
Rafiq, S., Wongrod, S., & Vinitnantharat, S. (2023). Adsorption kinetics of cadmium and lead by
biochars in single- and bisolute brackish water systems. ACS Omega, 8(48), 45262–45276.
https://doi.org/10.1021/acsomega.3c03335
Vallejo Aguilar, María de la Luz Angélica, Marín Castro, Marco Antonio, Ramos Cassellis, María
Elena, Silva Gómez, Sonia Emilia, Ibarra Cantún, Diego, & Tamariz Flores, José Víctor.
(2021). Biosorción y tolerancia de Pb, Cr y Cd por la biomasa de Pleurotus ostreatus.
Revista Colombiana de Biotecnología. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-
09342021000200275
Ruiz-Castillo, M., Leyva-Ramos, R., & Flores-Cano, J. V. (2020). Adsorción de Cd(II) y Pb(II)
presentes en solución acuosa con hueso de nanche (Byrsonima crassifolia). Revista
Colombiana de Química.
Sánchez Salamea, N. A. (2016). Biosorción en tanque agitado de Cd(+2) y Pb(+2) con cáscara de
cacao [Tesis de pregrado, Universidad de Cuenca].
http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/25242
Shah, G. M., Nasir, M., Imran, M., Bakhat, H. F., Rabbani, F., Sajjad, M., Umer Farooq, A. B.,
Ahmad, S., & Song, L. (2018). Biosorption potential of natural, pyrolysed and acid-assisted
pyrolysed sugarcane bagasse for the removal of lead from contaminated water. PeerJ, 6,
e5672. https://doi.org/10.7717/peerj.5672
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alternativo para el tratamiento de aguas residuales contaminadas. Revista UIS Ingenierías,
20(1), 121–134. https://doi.org/10.18273/revuin.v20n1-2021011
Rafiq, S., Wongrod, S., & Vinitnantharat, S. (2023). Adsorption kinetics of cadmium and lead by
biochars in single- and bisolute brackish water systems. ACS Omega, 8(48), 45262–45276.
https://doi.org/10.1021/acsomega.3c03335
Vallejo Aguilar, María de la Luz Angélica, Marín Castro, Marco Antonio, Ramos Cassellis, María
Elena, Silva Gómez, Sonia Emilia, Ibarra Cantún, Diego, & Tamariz Flores, José Víctor.
(2021). Biosorción y tolerancia de Pb, Cr y Cd por la biomasa de Pleurotus ostreatus.
Revista Colombiana de Biotecnología. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S2007-
09342021000200275
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presentes en solución acuosa con hueso de nanche (Byrsonima crassifolia). Revista
Colombiana de Química.
Sánchez Salamea, N. A. (2016). Biosorción en tanque agitado de Cd(+2) y Pb(+2) con cáscara de
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pyrolysed sugarcane bagasse for the removal of lead from contaminated water. PeerJ, 6,
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Simón, D., Palet, C., & Cristóbal, A. (2024). Cadmium removal by adsorption on biochars derived
from wood industry and craft beer production wastes. Water, 16(13), 1905.
https://doi.org/10.3390/w16131905
Tag, A. T., Duman, G., Ucar, S., & Yanik, J. (2016). Effects of feedstock type and pyrolysis
temperature on potential applications of biochar. Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis, 120, 200–206. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.05.006
Tang, Bo., Xu, Haopu., Song, Fengmin., Liu, Zhifenf. (2023). Adsorption characteristics of Cd²⁺
ions in aqueous solution on modified straw biochar. Sustainability, 15(5), 4373.
https://doi.org/10.3390/su15054373
Tao Long; Xinwei Zuo; Yunping Ji; Changquan Wang. (2023). Removal of Cd(II) from Aqueous
Solution by Ferrate-Modified Sludge Biochar: Optimization of Preparation Conditions,
Adsorption Performance, and Mechanism. Journal of Water Process Engineering.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ra/d6ra00674d
Tomczyk A., Sokołowska Z., Boguta P. (2022). Biochar for the removal of contaminants from
soil and water: a comprehensive review. Biochar. https://doi.org/10.1007/s42773-022-
00146-1
Ud Din, S., Al-Ahmary, K. M., Al-Mhyawi, S. R., AlMohamadi, H., Elamin, N. Y., Alshdoukhi,
I. F., Imohiosen, F. A., Ofudje, E. A., & Al-Otaibi, J. S. (2026). Sustainable removal of
Cd(II) and Cr(VI) from aqueous solution via agro-waste derived biochar. Scientific
Reports. https://doi.org/10.1038/s41598-026-40608-1
Vera, L., Uguña, M., García, N., Flores, M., & Vázquez, V. (2016). Eliminación de los metales
pesados de las aguas residuales mineras utilizando el bagazo de caña como biosorbente.
Afinidad, 73(573), 43–49.
Villa Rodríguez, A., Cortés Martínez, R., Vázquez Guerrero, A. (2025). Adsorption of cadmium
from aqueous solutions using Moringa oleifera kraft pulp microfibers functionalized with
iron oxide nanoparticles. Journal of Materials Science: Materials in Engineering, 20, 1–23.
https://doi.org/10.1186/s40712-025-00337-1
Villa-Sánchez M., Torres-Luna J.A., Guerrero-Fajardo C.A. (2022). Capacidad de adsorción de
residuos agroindustriales para remover Cd²⁺ de aguas residuales: revisión. Ingeniería.
https://doi.org/10.18273/revuin.v22n2-2023010
World Health Organization. (2011). Guidelines for drinking-water quality (4th ed.). World Health
Organization. https://www.who.int/publications/i/item/9789241548151
Yan Yu; Jiangtao He; Jingyang Sun; Zixuan Pei; Qi Dong Wu; Rui Yu. (2021). Capacity and
Mechanisms of Pb(II) and Cd(II) Sorption on Five Plant-Based Biochars. Bioresource
Technology Reports. https://doi.org/10.3390/su15097627
Simón, D., Palet, C., & Cristóbal, A. (2024). Cadmium removal by adsorption on biochars derived
from wood industry and craft beer production wastes. Water, 16(13), 1905.
https://doi.org/10.3390/w16131905
Tag, A. T., Duman, G., Ucar, S., & Yanik, J. (2016). Effects of feedstock type and pyrolysis
temperature on potential applications of biochar. Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis, 120, 200–206. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.05.006
Tang, Bo., Xu, Haopu., Song, Fengmin., Liu, Zhifenf. (2023). Adsorption characteristics of Cd²⁺
ions in aqueous solution on modified straw biochar. Sustainability, 15(5), 4373.
https://doi.org/10.3390/su15054373
Tao Long; Xinwei Zuo; Yunping Ji; Changquan Wang. (2023). Removal of Cd(II) from Aqueous
Solution by Ferrate-Modified Sludge Biochar: Optimization of Preparation Conditions,
Adsorption Performance, and Mechanism. Journal of Water Process Engineering.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ra/d6ra00674d
Tomczyk A., Sokołowska Z., Boguta P. (2022). Biochar for the removal of contaminants from
soil and water: a comprehensive review. Biochar. https://doi.org/10.1007/s42773-022-
00146-1
Ud Din, S., Al-Ahmary, K. M., Al-Mhyawi, S. R., AlMohamadi, H., Elamin, N. Y., Alshdoukhi,
I. F., Imohiosen, F. A., Ofudje, E. A., & Al-Otaibi, J. S. (2026). Sustainable removal of
Cd(II) and Cr(VI) from aqueous solution via agro-waste derived biochar. Scientific
Reports. https://doi.org/10.1038/s41598-026-40608-1
Vera, L., Uguña, M., García, N., Flores, M., & Vázquez, V. (2016). Eliminación de los metales
pesados de las aguas residuales mineras utilizando el bagazo de caña como biosorbente.
Afinidad, 73(573), 43–49.
Villa Rodríguez, A., Cortés Martínez, R., Vázquez Guerrero, A. (2025). Adsorption of cadmium
from aqueous solutions using Moringa oleifera kraft pulp microfibers functionalized with
iron oxide nanoparticles. Journal of Materials Science: Materials in Engineering, 20, 1–23.
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Villa-Sánchez M., Torres-Luna J.A., Guerrero-Fajardo C.A. (2022). Capacidad de adsorción de
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Yan Yu; Jiangtao He; Jingyang Sun; Zixuan Pei; Qi Dong Wu; Rui Yu. (2021). Capacity and
Mechanisms of Pb(II) and Cd(II) Sorption on Five Plant-Based Biochars. Bioresource
Technology Reports. https://doi.org/10.3390/su15097627
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1928
Anexos
Tabla 1
Resumen de la selección de artículos según PRISMA
Fase Descripción Artículos
1. Identificación
Se realizó una búsqueda inicial utilizando los
términos "biochar", "cadmium", "biosorption",
"Theobroma cacao" y "aqueous solution".
152
2. Eliminación
de duplicados
Se identificaron y eliminaron 4 artículos
duplicados, correspondientes a publicaciones
repetidas en distintas bases de datos o con el
mismo DOI.
148
3. Revisión de
título y
resumen
Tras revisar los títulos y resúmenes, se
excluyeron 35 estudios porque no abordaban la
remoción de cadmio en agua mediante
biocarbón.
113
4. Revisión de
texto completo
Se evaluaron los artículos en texto completo y
se descartaron 36 estudios que no cumplían con
los criterios metodológicos establecidos.
77
5. Artículos que
cumplen
criterios de
inclusión
Se excluyeron 25 estudios adicionales por no
presentar información suficiente sobre la
cinética o las isotermas de adsorción, por
emplear materiales distintos al biocarbón de
cacao como adsorbente o por describir
metodologías que no podían reproducirse
adecuadamente.
52
Fuente: Elaboración propia
Tabla 2
Capacidad máxima de adsorción (qmax) de cadmio, en mg/g, reportada en estudios centrados en
residuos de Theobroma cacao
Autor(es), año Material evaluado País qmax Cd²⁺
(mg/g)
Abbey et al., 2023 Biocarbón de cáscara de
cacao (Pb, Hg, Cd) Ghana 44,8 – 48,6
Arellano Martínez y
Paredes Salazar,
2021
Cascarilla de semilla de
cacao Perú 32,7
Correa-Abril et al.,
2024
Biocarbón de cáscara de
mazorca, síntesis por
microondas
Ecuador > 45
Lavado-Meza et al.,
2023
Residuos agroindustriales de
Theobroma cacao (Box–
Behnken)
Perú 41,2
Villabona-Ortíz et
al., 2022
Biomasa de Theobroma
cacao (comparativo con 4
biomasas más)
Colombia 35,8
Fuente: Elaboración propia
Anexos
Tabla 1
Resumen de la selección de artículos según PRISMA
Fase Descripción Artículos
1. Identificación
Se realizó una búsqueda inicial utilizando los
términos "biochar", "cadmium", "biosorption",
"Theobroma cacao" y "aqueous solution".
152
2. Eliminación
de duplicados
Se identificaron y eliminaron 4 artículos
duplicados, correspondientes a publicaciones
repetidas en distintas bases de datos o con el
mismo DOI.
148
3. Revisión de
título y
resumen
Tras revisar los títulos y resúmenes, se
excluyeron 35 estudios porque no abordaban la
remoción de cadmio en agua mediante
biocarbón.
113
4. Revisión de
texto completo
Se evaluaron los artículos en texto completo y
se descartaron 36 estudios que no cumplían con
los criterios metodológicos establecidos.
77
5. Artículos que
cumplen
criterios de
inclusión
Se excluyeron 25 estudios adicionales por no
presentar información suficiente sobre la
cinética o las isotermas de adsorción, por
emplear materiales distintos al biocarbón de
cacao como adsorbente o por describir
metodologías que no podían reproducirse
adecuadamente.
52
Fuente: Elaboración propia
Tabla 2
Capacidad máxima de adsorción (qmax) de cadmio, en mg/g, reportada en estudios centrados en
residuos de Theobroma cacao
Autor(es), año Material evaluado País qmax Cd²⁺
(mg/g)
Abbey et al., 2023 Biocarbón de cáscara de
cacao (Pb, Hg, Cd) Ghana 44,8 – 48,6
Arellano Martínez y
Paredes Salazar,
2021
Cascarilla de semilla de
cacao Perú 32,7
Correa-Abril et al.,
2024
Biocarbón de cáscara de
mazorca, síntesis por
microondas
Ecuador > 45
Lavado-Meza et al.,
2023
Residuos agroindustriales de
Theobroma cacao (Box–
Behnken)
Perú 41,2
Villabona-Ortíz et
al., 2022
Biomasa de Theobroma
cacao (comparativo con 4
biomasas más)
Colombia 35,8
Fuente: Elaboración propia
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1929
Tabla 3
Porcentaje de remoción o eficiencia de remoción de cadmio reportado en estudios centrados en
residuos de Theobroma cacao
Autor(es), año Material evaluado País % remoción /
eficiencia
Hamzah et al., 2022
Biocarbón de cascarilla de
cacao (reactores a escala de
granja)
Indonesia > 85 % remoción
Landry et al., 2025 Biocarbón de cáscara de
cacao, activado y sin activar Costa de Marfil 72,0 ± 1,1 %
remoción
Lara et al., 2016 Residuos de cacao,
columna de lecho fijo Colombia Eficiencia 88 %
Sánchez Salamea,
2016 y Uguña Rosas,
2020
Cáscara de cacao, tanque
agitado Ecuador
n.d. (selectividad Pb
> Cd, sin valor
cuantitativo
reportado)
Fuente: Elaboración propia
Tabla 3
Porcentaje de remoción o eficiencia de remoción de cadmio reportado en estudios centrados en
residuos de Theobroma cacao
Autor(es), año Material evaluado País % remoción /
eficiencia
Hamzah et al., 2022
Biocarbón de cascarilla de
cacao (reactores a escala de
granja)
Indonesia > 85 % remoción
Landry et al., 2025 Biocarbón de cáscara de
cacao, activado y sin activar Costa de Marfil 72,0 ± 1,1 %
remoción
Lara et al., 2016 Residuos de cacao,
columna de lecho fijo Colombia Eficiencia 88 %
Sánchez Salamea,
2016 y Uguña Rosas,
2020
Cáscara de cacao, tanque
agitado Ecuador
n.d. (selectividad Pb
> Cd, sin valor
cuantitativo
reportado)
Fuente: Elaboración propia