Nanotecnología y agricultura

La nanotecnología o “el arte de lo pequeño” utiliza y diseña materiales a escala atómica (normalmente entre 1 y 100nm, o lo equivalente en metros: entre 0,000000001 y 0,0000001 metros) que en la actualidad tiene enorme repercusión en campos tan variados como la electrónica, la medicina, la farmacia, la ingeniería e incluso la agricultura. De hecho, se ha acuñado el término “nanobiotecnología”, que combina numerosas disciplinas científicas tan variadas como la biotecnología, la nanotecnología, el procesamiento químico, la ciencia de los materiales y la ingeniería de sistemas.

Para el caso de la agricultura, la nanotecnología puede aplicarse (y ya se está haciendo) para el tratamiento de algunas enfermedades de las plantas, para la detección precoz de los patógenos que las producen, para la mejora de la asimilación de nutrientes esenciales por las plantas e incluso la construcción de nanobiosensores importantes en determinados procesos biológicos. Su uso puede incrementar la eficacia de los pesticidas e insecticidas comerciales reduciendo su cantidad de aplicación al suelo a unas dosis significativamente menores requeridas para los cultivos con la mejora medioambiental que eso implica.

Como sabemos, la agricultura tiene una gran importancia ya que es la base del sustento de los más de 7000 millones de habitantes de nuestro planeta (el 50% viven en Asia). Los insectos, las plagas y las malas hierbas producen una gran cantidad de pérdidas anuales que algunos estudios estiman entre el 13 y el 14% de la producción total agrícola. Las estrategias tradicionales para reducir estas pérdidas se basan en estrategias como la rotación de los cultivos, el uso de variedades de plantas sanas y resistentes, cambios en los periodos de siembra y el manejo integrado de las plagas, que implica un control biológico de las mismas. Si bien son efectivas a escala pequeña, con la industrialización de la agricultura estas técnicas han sido desechadas con el tiempo por otras más efectivas y al mismo tiempo, más agresivas con el medio ambiente. Se han utilizado compuestos químicos sintéticos para controlar y reducir estas pérdidas. De hecho, la gran revolución vino con el descubrimiento durante la 2ª Guerra Mundial del DDT, un compuesto químico que en pequeñas dosis se mostraba altamente efectivo contra los insectos. Desde entonces se extendió su uso (y abuso), sobre todo en la época de “la revolución verde” y esto desarrolló la investigación y síntesis de una gran cantidad de compuestos químicos (algunos orgánicos como los órganofosforados y otros con metales pesados como mercurio, plomo, arsénico y cobre) con igual o incluso mayor potencial insecticida que el DDT. Uno de los problemas del empleo masivo de estas sustancias es que también eliminaron junto a los insectos y plagas, a sus enemigos naturales. Además, su abuso durante muchos años ha generado una presión selectiva que en la actualidad han generado muchas especies resistentes a los mismos. Algunos estudios hablan de 270 especies de malas hierbas resistentes a herbicidas, 150 patógenos de plantas resistentes a los fungicidas y entorno 500 especies de insectos resistentes a los pesticidas. Finalmente, a todo esto hay que sumarle que este tipo de sustancias producen graves problemas para la salud humana y para el medio ambiente… El control biológico es otra de las estrategias utilizadas para el control de plagas. Los enemigos naturales son la mejor baza para reducir y controlar a los insectos sin eliminarlos del todo. Se han ensayado muchos agentes biológicos siendo los más efectivos para el biocontrol las bacterias y los hongos. Un ejemplo de estos microorganismos son el Bacillus thurigensis que infesta el tracto digestivo de los insectos y de los hongos podemos citar a los del género Trichoderma.

Los métodos comentados anteriormente presentan algunas limitaciones debido a sus efectos medioambientales (los primeros) y a la baja eficacia (los segundos). De ahí que en los últimos años unido a su gran desarrollo, la nanotecnología empiece a ser un campo muy prometedor en la agricultura que ya está generando muy buenos resultados. Ya existen estudios que confirman que las nanopartículas metálicas son efectivas contra los patógenos de plantas, insectos y plagas. De hecho, las nanopartículas se pueden usar como nuevas formulaciones de pesticidas, insecticidas y de repelentes de insectos mediante técnicas de nanoemulsión o nanoencapsulación. Se han ensayado nanopartículas de sílice, de polientilen glicol, de plata, de aluminio, de óxido de cinc y de dióxido de titanio con resultados prometedores.

El futuro de la industria agrícola puede pasar por usar estos materiales como nanopesticidas, nanofungicidas y nanoherbicidas y algunas empresas ya los estás desarrollando. En definitiva, la aplicación de la nanotecnología a la agricultura es una alternativa más respetuosa con el medio ambiente para el caso concreto del control de insectos y plagas que los métodos químicos que tantos problemas medioambientales han generando. De hecho, cada vez salen más estudios que detectan este tipo de sustancias en lugares y organismos que nunca han estado expuestos como es el caso de los hielos de la Antártida. A pesar de todo esto, la nanotecnología también tiene sus detractores que apelan a nuestro espíritu crítico ya que argumentan que la nanotecnología no es una panacea como aparenta ser. Habrá que seguir investigando para poder responder a todas estas cuestiones…