El modelo fraccional de ecuaciones de difusión es muy importante en el estudio de la contaminación por petróleo en el agua. El objetivo clave de este artículo es analizar una modificación fraccional de las ecuaciones de difusión que ocurren en la contaminación por petróleo asociada con la derivada de Katugampola en el sentido de Caputo. Se sugiere un método computacional efectivo y confiable, el método de transformación generalizado de análisis de homotopía, para obtener las soluciones de ecuaciones de difusión de orden fraccional. Los resultados de esta investigación se presentan en descripciones gráficas y tabulares. Este estudio muestra que la técnica computacional aplicada es muy efectiva, precisa y beneficiosa para gestionar este tipo de modelos no lineales de orden fraccional que ocurren en la contaminación por petróleo.