Inicio » Opinión » El futuro de la agrobio nanotecnología

El futuro de la agrobio nanotecnología

HUGO LIRA SALDÍVAR. CRÓNICA.

En un intervalo de tiempo relativamente corto, la nanotecnología (NT) ha tenido un impacto significativo en numerosos sectores, incluyendo la agroindustria. La NT, considerada como una tecnología emergente, se orienta a la caracterización, elaboración y aplicación de materiales de dimensiones muy pequeñas, en el rango de 1 a 100 nanómetros (nm), o sea de 1 a 100 billonésimas de metro, por lo que se ubica dentro de la escala atómica y molecular.

La NT es un extenso campo de la investigación interdisciplinaria, ya que con ella se abre un amplio abanico de oportunidades en diversas áreas como la medicina, la industria farmacéutica, la electrónica y la agricultura sustentable. Actualmente los científicos agrícolas se enfrentan a una amplia gama de desafíos como el estancamiento en el rendimientos de los cultivos, la baja eficiencia en el uso de macro y micronutrientes, la disminución de la materia orgánica del suelo, las deficiencias de múltiples nutrientes, el cambio climático, la disminución de la superficie agrícola, la baja disponibilidad de agua para riego y la escasez de mano de obra; además del éxodo de personas desde las áreas agrícolas a las ciudades.

A nivel mundial la investigación sobre NT orientada a la agricultura está en las primeras etapas; en México y en América Latina es casi inexistente. Sin embargo, el potencial de la nanotecnología es muy grande, ya que esta nueva disciplina, puede servir para producir agronanocompuestos. Estos agroinsumos al requerirse en cantidades muy pequeñas, pueden causar un menor impacto ambiental, que puede ser utilizado para promover la agricultura sustentable.

Debido al limitado crecimiento y la expansión de las tierras cultivables, y la menor disponibilidad de agua para riego en todo el mundo, el desarrollo de la agricultura ecológica y el incremento en el uso eficiente de los insumos agrícolas sin dañar los ecosistemas, ha motivado el uso de tecnologías modernas de precisión. La nanotecnología (NT) es una de ellas, debido a que tiene el potencial de revolucionar los sistemas agrícolas, ya que con esta tecnología se pueden producir nanopesticidas, nanoherbicidas; nanobiosensores; nanofertilizantes y promotores del crecimiento vegetal, pero amigables con el ambiente.

La NT también puede mejorar la eficacia de los fertilizantes, ya que debido a sus características fotocatalíticas, algunas nanopartículas (NPs) metálicas se han incorporado en los fertilizantes como un suplemento fungicida y bactericida, que es un aspecto muy importante de la agro nanotecnología. Por estas razones, los costos de producción, las exigencias del mercado y las leyes de inocuidad alimentaria que exige la globalización, requiere la promoción e implementación de una agricultura sustentable y en armonía con el ambiente con apoyo de la nanotecnología.

A pesar de las enormes dificultades que enfrenta el sector agrícola, es necesario mantener un crecimiento sostenido del 4% en los próximos años, para afrontar los desafíos que representa la demanda de alimentos a nivel global. Por lo tanto, para hacer frente a esa diversidad de problemas, es necesario explorar una de las tecnologías de vanguardia como la NT, misma que permite detectar la presencia de plagas y enfermedades, contaminación de alimentos y aplicar la cantidad correcta de nutrientes y pesticidas que promuevan la productividad, al mismo tiempo que garanticen la seguridad del medio ambiente y una mayor eficiencia en el uso de los insumos agrícolas.

En este contexto, se han desarrollado nuevos nanomateriales basados en el uso de NPs metálicas, poliméricas, inorgánicas, etc., que permitirán aumentar la productividad agropecuaria y que buscan encontrar aplicaciones para el perfeccionamiento de nanosistemas inteligentes, para mejorar la captura e inmovilización de nutrientes y su gradual liberación en el suelo.

Esos sistemas tienen la ventaja de reducir al mínimo la lixiviación y volatilización de nutrientes vegetales, al tiempo que mejoran la absorción de nutrientes por las plantas y coadyuvan a mitigar la eutrofización, al reducir la transferencia de nitrógeno a los mantos acuíferos subterráneos. Es importante mencionar que los nanomateriales podrían ser explotados para mejorar la estructura y función de los plaguicidas, esto sería mediante el aumento de su solubilidad y la resistencia contra la hidrólisis, mejorando su foto descomposición y proporcionando una manera más eficaz de liberación controlada hacia los organismos dañinos.

El potencial de la NT también es útil para revolucionar el cuidado de la salud, como en la producción de textiles antimicrobiales, o su uso en la fabricación de nuevos materiales con propiedades superiores a los ya existentes, su empleo en tecnologías de información, comunicación, así como en el sector energético y en la aeronáutica; esto ha sido documentado en la literatura científica; sin embargo, la aplicación de la NT en la agricultura apenas ha comenzado a investigarse.

Los diversos usos potenciales de la NT en la agricultura han creado gran interés, ya que ofrecen la posibilidad de mejorar la producción agrícola mediante diversas estrategias, las cuales pueden incrementar la producción de alimentos utilizando menores insumos de energía, así como reduciendo los costos de producción y desperdicios de agroquímicos. Las aplicaciones de la NT en la agricultura son numerosas, destacando la elaboración de nanopesticidas encapsulados para su liberación controlada, para la producción de nano, macro y micronutrientes, así como para hacer más eficiente el uso de los agroquímicos.

En la Figura 1 se presenta un diagrama que ilustra el uso potencial de la NT para diseñar y fabricar nanosensores que permiten detectar la presencia de plagas y enfermedades de cultivos. Asimismo, la NT ha permitido el desarrollo de empaques inteligentes de alimentos que pueden revelar el desarrollo bacterial o fúngico al estar envasados.

La Figura 1 también muestra que diversos tipos de NPs metálicas como las de Ag, Fe, Cu, Zn, etc., pueden ser utilizadas con un enfoque dual; ya sea como nanofertilizantes al mejorar la germinación de semillas y promover el crecimiento de plantas, o bien, como nanopesticidas (nanofungicidas y nanobactericidas). Algunos materiales como las arcillas y zeolitas pueden ser empleados al nivel nano para mejorar la capacidad de retención de agua en el suelo, y además actúan como materiales de lenta liberación de agua y fertilizantes, incrementando la eficiencia en el uso del recurso hídrico y de los nutrientes por las plantas.

Debido a la importancia que reviste esta tecnología novedosa que ya se ha vuelto una megatendencia, el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), en coordinación con la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), celebrarán este año en Saltillo, Coahuila, México, el “International Symposium on AgroBio Nanotechnology” del 25 al 27 de octubre. En este evento, especialistas de renombre internacional expondrán los resultados más recientes de trabajos relacionados con la NT aplicada en plantas cultivadas, destacando la aplicación de NPs y su efecto en la fisiología de semillas (germinación, vigor y crecimiento de plántulas), así como en la fisiología y bioquímica de plantas, tanto en condiciones de laboratorio, como en agricultura protegida (invernadero, casa sombra y cámara de crecimiento).

Finalmente, es importante destacar que la NT es el conocimiento emergente del siglo XXI en todos los campos de la ciencia; por eso estamos convencidos que sus diversas aplicaciones en agricultura y ganadería, colocarán a esta ciencia a la vanguardia en la “Nueva Revolución Verde”, con un enfoque sustentable y más amigable con los agroecosistemas.

-Investigador titular del Depto. de Agroplásticos del Centro de Investigación en Química Aplicada.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *