Seleccionar página

Aprovechando que el pasado 30 de mayo participe en el Barcelona Pest Control Innovation Forum dando un seminario de nanotecnología, hoy hablaré de nanopesticidas.

  

La agricultura es una de las áreas de aplicación más comunes en el campo de la nanotecnología, cómo por ejemplo en la creación de nanopesticidas. La nanotecnología opera entre 1 y 100nm, y algunos de sus beneficios y propiedades los podéis ver en el siguiente post.

Como nos nanobeneficiamos

Las nanoformulaciones ya se utilizan ampliamente en productos farmacéuticos y de cuidado personal, las aplicaciones dentro del sector agroquímico apenas están emergiendo. Los nano-sensores que permiten el desarrollo de dispositivos de cultivo de precisión o de cultivos modificados genéticamente utilizando nanopartículas, nanofibras o nano-cápsulas como vectores del ADN están aún en las primeras etapas de desarrollo, pero revolucionarán las prácticas agrícolas, la producción de alimentos y quizás los nanopesticidas..

La nanotecnología desarrolla y usa tecnologías novedosas, efectivas y de bajo costo con aplicación en tres categorías:

1) productos benignos al ambiente,

2) remediación de materiales contaminados con sustancias peligrosas

y 3) sensores ambientales

beneficios

¿Qué es un nanopesticida o un nanofertilizante?

Los términos “nanopesticida” y “nanofertilizante” han sido ampliamente utilizados, pero a veces con significados muy diferentes según el contexto. Los términos pueden designar una amplia gama de productos en cuanto a tamaño, naturaleza, nivel de desarrollo y Incluso la relevancia para las prácticas agrícolas.

Las propiedades  y  efectos  de  las  partículas  y materiales  en la  nanoescala  pueden diferir de sus homónimas más grandes y con  igual  composición  química. Las nanopartículas  pueden  tener  una  mayor reactividad química y ser más bioactivas. Por  su  tamaño,  tienen mejor  acceso  a  cualquier  cuerpo  y  tienen probabilidad  de  entrar  en  células,  tejidos  y órganos.  Estas  propiedades  ofrecen  nuevas aplicaciones  en  casi  todas  las  áreas  de  la industria.

En general, la hipótesis de que los medios más pequeños son más reactivos y, por lo tanto, más potente no ha sido probada para los productos agroquímicos. La mayoría de los nanopesticidas descritos como “nano” en la literatura exceden en gran medida el límite del tamaño de 100 nm que se ha recomendado para propósitos reguladores. Una definición basada únicamente en el tamaño excluiría muchas de las llamadas nanoformulaciones recientes y, por otro lado, incluiría productos que han estado en el mercado durante décadas sin plantear problemas particulares (por ejemplo, microemulsiones, formulantes tales como arcillas y polímeros). Por lo tanto, la iniciativa de la UE de un depósito de nanomateriales (CE, 2014) conlleva el riesgo de confundir aún más a los consumidores mediante la inclusión de ingredientes que han sido utilizados durante décadas sin ser previamente clasificados como “nano”. En este contexto, puede ser más útil hablar de nanotecnología o tecnología de formulación en nanopesticidas, en lugar de centrarse únicamente en las nanopartículas y cómo deben definirse.

nanopesticidas

Diseño  de  nuevas  formulaciones  de plaguicidas y nanopesticidas

En este campo el enfoque se dirige a  la reducción de la dosis de ingrediente activo y a una menor residualidad y carga de contaminantes en el ambiente. La forma, carga y tamaño de las distintas partículas puede afectar sus propiedades  cinéticas (absorción, distribución,  metabolismo,  excreción  y toxicidad). Por esta razón, los nanomateriales de la  misma  composición, que tienen diferente tamaño y forma pueden tener amplia diferencia de toxicidad,  estas propiedades  son  las  que  se aprovechan en la formulación de fertilizantes, productos de crecimiento vegetal y en el diseño de plaguicidas más potentes  que  respondan a condiciones climáticas o insecto blanco específicos.

La nanotecnología permite obtener emulsiones químicas de dimensiones nanoscópicas, o encapsular los ingredientes  activos en nanocápsulas diseñadas para abrirse bajo ciertas condiciones (respuesta a la luz solar, el calor o condiciones alcalinas en el tubo  digestivo  de  un  insecto). También se pueden producir formulaciones  que pueden disolverse en agua más eficazmente que  las  existentes  (aumentando  así  su  nivel  de actividad).  Otras  emplean  suspensiones  de nanopartículas  (nanoemulsiones)  que  pueden tener  base  hídrica  o  de  aceite  y  contienen suspensiones  uniformes  de  nanopartículas pesticidas o herbicidas.

nanocosmética

nanoencapsulación

El futuro de los nanoagroquímicos

La nanotecnología podría convertirse en una fuente potencial de soluciones emergentes para mitigar la contaminación por pesticidas y fertilizantes. Este escenario sólo puede lograrse con rápidos cambios por parte de la industria, los investigadores y las agencias reguladoras, siguiendo, por ejemplo, algunas de las direcciones sugeridas a continuación:

1) Aumentar las colaboraciones entre las disciplinas involucradas en todas las etapas del desarrollo y evaluación de agroquímicos (por ejemplo, formulación, plantas, materiales y científicos ambientales) para el desarrollo de productos que se ajusten a las múltiples limitaciones del sector agroquímico y que probablemente aporten un valor añadido a los productos existentes.

2) Los requisitos de la última directiva de la UE con respecto a una mejor evaluación de las formulaciones suelen considerarse restricciones adicionales. Los enfoques actuales para la evaluación de la reglamentación química suelen consistir en aplicar factores incrementales de seguridad para tener en cuenta el creciente nivel de incertidumbre. Por otra parte, se deben desarrollar nuevas herramientas científicas para evaluar y aprovechar plenamente lo que la ciencia de la formulación tiene que ofrecer, sobre la base de los riesgos y beneficios durante todo el ciclo de vida de los productos.
Con la creciente presión reguladora y el riesgo de estigmatización, se necesitan incentivos para promover la innovación que puedan conducir al desarrollo de soluciones más inteligentes para la protección de las plantas. La promoción de más colaboración entre sectores (por ejemplo, investigación, industria y reguladores) y la integración de las ciencias sociales y el derecho, garantizará la aceptación del público / consumidor y el desarrollo de marcos legales adecuados.

3) El establecimiento de un umbral de tamaño para distinguir “nano” de “no nano” tiene un valor limitado para los agroquímicos. Pasar a un concepto más amplio de tecnología nano-habilitada y aprovechar la experiencia de otros sectores será más valioso para apoyar el desarrollo de agroquímicos más sostenibles.

futuro_agroquímicos

Conclusiones

Es posible que  la nanotecnología cambie el uso de  las  sustancias  químicas  actuales  por nanopartículas, creando interesantes nanopesticidas,  diseñados para  tener  un  efecto  exterminador más potente contra las plagas. La  tendencia a la utilización  de productos  biocompatibles  y  biodegradables en base a biopolímeros, los cuales una vez que hayan liberado al plaguicida puedan biodegradarse, puede implicar un avance importante en la  conservación  del medio ambiente.  Los nano agroquímicos  pueden  disminuir considerablemente  el  uso  de  agroquímicos,  al aprovechar  su  tamaño  y   mayor  superficie  de contacto,  no  obstante  también  podrían contaminar suelos y agua. También  es necesario  que su avance venga acompañado de un marco normativo adecuado.

gracias

Espero que os haya gustado!