Un nuevo sistema para producir feromonas capaces de controlar plagas agrícolas reduce hasta un 60% los costes de fabricación y permite obtener estos compuestos a escala industrial. El avance podría acelerar la sustitución de pesticidas convencionales por alternativas más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.
La tecnología, descrita en la revista Catal, ha sido desarrollada por investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV).
Las feromonas sexuales son señales químicas que utilizan los insectos para comunicarse y localizar pareja. Desde hace años, la agricultura busca aprovechar este mecanismo natural para interferir en la reproducción de las plagas, atraer insectos hacia trampas o alterar su comportamiento. Se trata de una estrategia eficaz y sostenible para reducir la dependencia de los pesticidas convencionales.
Sin embargo, la fabricación de estas sustancias ha sido hasta ahora uno de los principales obstáculos para su implantación a gran escala. Los procesos químicos tradicionales son complejos, requieren varias etapas, emplean reactivos costosos y generan resultados poco estables.
Un atajo químico para producir feromonas de forma más sencilla
El equipo del ITQ ha desarrollado un procedimiento que simplifica la obtención de moléculas esenciales para fabricar feromonas. El nuevo método permite realizar en un único paso una transformación química que hasta ahora requería procesos mucho más complejos.
La técnica parte de los alquinos, moléculas muy reactivas formadas por átomos de carbono que actúan como bloques de construcción para generar compuestos más complejos. El objetivo es obtener alquenos, moléculas fundamentales en la fabricación de medicamentos, perfumes y productos agrícolas como las feromonas.
La dificultad radica en que los alquenos pueden adoptar dos configuraciones diferentes, conocidas como cis (Z) y trans (E). Solo esta última presenta las propiedades necesarias para producir determinadas feromonas utilizadas en el control de plagas.
“Imagina que estás intentando doblar un alambre, el alquino, para conseguir una forma concreta, el alqueno trans E. El problema es que todas las herramientas con las que cuentas solo pueden doblarlo hacia la posición opuesta de la que quieres conseguir, la forma cis o Z”, explica Antonio Leyva, investigador del CSIC en el ITQ.
Una alternativa a procesos caros y contaminantes
Hasta ahora, la obtención selectiva de alquenos trans (E) se realizaba mediante dos rutas principales. Una de ellas empleaba catalizadores que incorporaban plomo, un metal tóxico, mientras que la otra recurría a la denominada reducción de Birch, un procedimiento basado en sodio metálico disuelto en amoniaco líquido a temperaturas muy bajas, una operación compleja, costosa y difícil de trasladar a la industria.
La nueva metodología simplifica todo el proceso gracias al uso de paladio como catalizador. Este metal acelera y dirige la reacción química hacia el resultado deseado y, además, puede recuperarse y reutilizarse posteriormente.
“El método que hemos desarrollado consigue simplificar el proceso catalítico al utilizar cantidades muy bajas de sales comerciales de paladio sin necesidad de utilizar ligandos, unas moléculas que se unen al metal para modificar su reactividad. Tampoco utilizan catalizadores complejos, lo que simplifica enormemente el proceso frente a los métodos existentes que empleaban reactivos costosos y poco sostenibles”, destaca Leyva.
De gramos en laboratorio a un kilogramo de feromonas
Uno de los aspectos más destacados del trabajo es que no se limita a una prueba experimental de laboratorio. Los investigadores han demostrado que la tecnología puede utilizarse para producir compuestos de interés industrial como las feromonas agrícolas en cantidades mucho mayores que las habituales.
El equipo logró obtener hasta un kilogramo de feromonas, frente a los miligramos o gramos con los que suelen trabajar los experimentos convencionales. Además, el proceso alcanzó un rendimiento del 94%, un resultado que refuerza su potencial tecnológico y comercial.
Viabilidad industrial para una agricultura más sostenible
Los investigadores consideran que el sistema reúne las condiciones necesarias para dar el salto a la industria y contribuir a extender el uso de feromonas como herramienta de control sostenible de plagas agrícolas.
“La metodología desarrollada presenta viabilidad industrial, ya que reduce significativamente los costes de producción de algunas de las etapas de proceso hasta en un 60% frente a las rutas tradicionales y es compatible con procesos alternativos como la electrocatálisis. Todo esto la convierte en una alternativa realista para su implementación en la industria de la química fina y en la industria agroquímica”, añade Marta Mon, investigadora postdoctoral en el ITQ.
La posibilidad de fabricar feromonas de manera más económica y a gran escala podría impulsar su uso como alternativa a los pesticidas convencionales, una estrategia cada vez más relevante para afrontar los retos de la agricultura sostenible y la protección de los cultivos.
