Investigadores de la Universidad de Almería diseñan cápsulas biodegradables para la dispensación de herbicidas, con las que se consigue una aplicación más efectiva de los productos al tiempo que se reducen las posibilidades de contaminación de aguas subterráneas. El siguiente paso, sustituir los tóxicos por productos orgánicos.
La aplicación de los productos fitosanitarios es una práctica que ha cambiado de forma radical en los últimos años. Ahora, además de conseguir el efecto deseado, con la aplicación de estos productos se persigue aumentar al máximo la seguridad de los productos, la eficiencia y reducir los riesgos para el medio ambiente.
Las restricciones impuestas al uso de plaguicidas ha propiciado que investigadores trabajen en nuevas fórmulas para conseguir los efectos positivos de estos tóxicos sin tener que sufrir sus consecuencias. Y para ello, se han fijado en lo que desde hace muchos años se está haciendo en la industria farmacéutica con la encapsulación de medicamentos.
En esta línea trabaja un equipo de investigación de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad de Almería, que ha conseguido introducir herbicidas en unas cápsulas especiales, con las que consiguen mejorar su distribución, que ésta se realice de forma gradual y, como consecuencia, que se reduzca la contaminación que estos productos producen en las reservas de agua subterráneas.
El secreto, según explica el investigador principal del proyecto, Manuel Fernández Pérez, ha sido dar con un material biodegradable para construir las cápsulas. Para su elaboración han empleado materiales biodegradables que se disuelven al contacto con el agua y liberan lentamente el herbicida.
Esta fórmula para la aplicación controlada y mucho más precisa del producto contra las malas hierbas, asegura reducir la cantidad de herbicida necesario para acabar con la maleza, algo que se traduce también en un ahorro de costes tanto para los agricultores como para el medio ambiente, ya que los depósitos de tóxicos se reducen de forma considerable.
Las cápsulas están fabricadas con tres compuestos de origen natural, que son los que les otorgan esa capacidad para controlar el sistema de liberación de las sustancias, hasta conseguir tanto la ralentización de la distribución del herbicida en la tierra como la reducción de la cantidad necesaria para tener el efecto perseguido.
Uno de los compuestos utilizados en la creación de las cápsulas es la lignina, un componente de la madera y un subproducto derivado de la extracción de la celulosa para producir papel. Este material, según dice Manuel Fernández Pérez, es barato, muy abundante, biodegradable y no presenta toxicidad.
En la fabricación de las cápsulas también se ha empleado polietilenglicol, que permite trabajar con un 15 por ciento del herbicida que se empleaba hasta ahora.
Por último, el producto se completa con una cobertura de etilcelulosa, un material empleado habitualmente en la formulación de cápsulas porque tiene una toxicidad muy baja. Este elemento del conjunto hace que se reduce la velocidad de liberación del herbicida, al tiempo que permite ajustarla a las necesidades del entorno con tan solo jugar con el espesor de esta capa, de forma que a mayor grosor la dispersión del material se hace más lenta.
La encapsulación del herbicida no ha sido sencilla. Los investigadores de la Universidad de Almería han tenido que ensayar varios métodos hasta dar con el adecuado. Tal y como explican en su artículo ‘Lignin-Polyethylene Glycol Matrices and Ethylcellulose to Encapsulate Highly Soluble Herbicides’, publicado en la revista Journal of Applied Polymer Science, el equipo de Manuel Fernández Pérez ha tenido que fundir el plaguicida para hacerlo pasar de estado sólido a líquido.
Una vez logrado, el siguiente paso fue mezclarlo con la ligninina, convertida en una especie de polvo de color marrón. Cuando ambos productos se enfrían se solidifican y se crea una matriz en la que se mantiene el herbicida.
A continuación, los investigadores prepararon gránulos de distinto tamaño y con diferente contenido del principio activo, con el objetivo de comparar la velocidad de liberación de la metribuzina, el plaguicida empleado en este ensayo. Más tarde les añadieron otros elementos al proceso de fusión, como el polietilenoglicol, que hace de cobertura exterior, hasta conseguir una matriz capaz de integrar la cantidad de plaguicida permitido en agricultura.
Los ensayos de liberación controlada se realizaron en agua. En ese medio, los granos diseñados liberan de forma paulatina el herbicida elegido. A diferencia de lo que ocurre con un herbicida sin encapsular, de esta manera se consigue una liberación gradual del plaguicida, dice Manuel Fernández Pérez.
Los investigadores de la Facultad de Ciencias Experimentales de la UAL han conseguido controlar la velocidad de liberación del producto y también calcular la dosis necesaria para acabar con las malas hierbas, sin necesidad de contaminar los acuíferos.
Esta investigación supone un paso más en la configuración de una agricultura más precisa y respetuosa con el medio ambiente, en la que tanto la optimización de los recursos y la preservación del entorno juegan un papel fundamental.
Y por ahí va la nueva fase de este proyecto que se ha basado en la aplicación de plaguicidas tradicionales. Los investigadores almerienses aspiran a sustituirlos por productos conocidos como semioquímicos, que se plantean como la alternativa y se basan en estrategias de control biológico.
Los semioquímicos son sustancias químicas producidas por organismos y que tienen la capacidad de modificar el comportamiento de otros seres vivos. De esta manera se evita el uso de productos químicos artificiales, cuyo impacto sobre el medio ambiente es mucho mayor, a la vez que se camina hacia una producción agrícola más limpia de tóxicos y respetuosa.
Esta nueva fase del proyecto, con el nombre Diseño y preparación de formulaciones de liberación controlada basadas en semioquímicos para su aplicación en el control integrado de plagas, está financiada por el Ministerio de Economía y Competitividad, y en ella los investigadores van a explorar los sistemas de encapsulación de plaguicidas naturales y semioquímicos, para conseguir salvar uno de los principales problemas de estos productos, como es la facilidad para degradarse con la luz.
En este proyecto, los investigadores de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad de Almería trabajan en la optimización de la tecnología de encapsulación de estos productos de origen natural, principalmente feromonas e insecticidas naturales, de manera que se consiga mantener la estabilidad de los productos y mejorar su eficacia contra las plagas.
La agricultura está ante una nueva manera de lucha integrada, en la que ya no se utilizan los insectos, sino las armas que éstos emplean contra las plagas.
