Una aplicación de la nanotecnología para la mejora de la eficacia biológica

Por: I.A., Msc. Oscar Mauricio Archila 
Director Técnico – Químicos Oma S.A. oarchila@quimicosoma.com

Las Microemulsiones (ME) son formulaciones termodinámicamente estables conformadas por solvente (agua), activo inmiscible (aceite) y surfactantes de alto poder. La fase formada contiene gotas microemulsionadas cuyo tamaño se determina a escala nano (1-100 nm) y por lo tanto, son estudiadas en el campo de la nanotecnología (Paul & Moulik, 2001); siendo esta la tecnología que se ocupa del diseño y manipulación de la materia a nivel molecular. Las aplicaciones de la nanotecnología incluyen la industria agroquímica, entre otras, a través de las microemulsiones (ME), tipo de formulación codificada para agroquímicos bajo el sistema internacional que permite el diseño de insumos fitosanitarios de alta eficacia (GIFAP 1989).La mejora de la eficacia biológica de las microemulsiones es consecuencia de la optimización y rápido movimiento del ingrediente activo hacia el blanco biológico y del movimiento de la molécula dentro de la planta a preteger en condiciones de campo (Solans & Kunieda, 1997). Adicionalmente, las propiedades y efectos de las partículas a nanoescala difieren considerablemente de las partículas homólogas más grandes ya que pueden tener una mayor reactividad química y ser más bioactivas (Chen F. et al., 2003). Una evaluación crítica comparativa entre nanoformulaciones y sus análogos convencionales muestra que la ganancia media en eficacia en relación con los productos convencionales es del 20 % (Chen F. et al., 2003).

Enfoque actual de las formulaciones de agroquímicos

El diseño de nuevas formulaciones de productos químicos de uso agrícola está enfocado a la reducción de la concentración de ingrediente activo, al aumento de la eficiencia en su desempeño, la reducción del impacto ambiental (mejora en los valores deseables del destino ambiental) y en la reducción de su toxicidad.

En los últimos años, las microemulsiones han demostrado tener un gran potencial para mejorar la eficacia y la seguridad de los agroquímicos debido a sus propiedades únicas, a saber:

• Tensión interfacial ultrabaja.
• Mayor área superficial de contacto grande.
• Generalmente de baja viscosidad.
• Soluciones ópticamente transparentes.
• Estabilidad termodinámica.
• Capacidad de solubilizar líquidos no miscibles.

Obtención de las Microemulsiones (ME)

Las microemulsiones se obtienen bajo un protocolo específico para cada ingrediente activo que incluye la adición controlada de sustancias surfactantes y cosurfactantes que reducen la tensión interfacial agua en aceite (w / o) o aceite en agua (o / w) al nivel lo suficientemente bajo que permite la miscibilidad o formación casi espontánea de soluciones transparentes y homogéneas a escala nanométrica (< 100 nm) (Solans & Kunieda, 1997). El procedimiento puede incluir operaciones de agitación, presión y temperatura especiales que permiten lograr la formulación ME con capacidad de proveer en campo una mayor capacidad de ingreso al tejido vegetal, un área de contacto mucho más grande de la sustancia activa y una distribución altamente uniforme durante la aplicación (Chen F. et al., 2003).

Ventajas de las Microemulsiones (ME)

• Reducción significativa de la concentración del ingrediente activo: Nanotecnología en el proceso, que aporta al objetivo de reducir las cantidades de i.a_* ha^-1
  
• Alta Eficacia: 
  La tecnología confiere mejora en la eficacia, debido a la solubilización del ingrediente activo en la nanoformulación, lo que confiere alta dispersión en la superficie vegetal tratada, fuerte adhesión y un mejor ingreso y transporte dentro de la planta. 
• No manchan: 
  Órganos de la flor libre de acumulaciones de agroquímico indeseables en la postcosecha y en la comercialización.
• Mayor protección del ingrediente activo: 
• Al sertermodinámicamente estables, las microemulsiones protegen el ingrediente activo y mejora la vida útil del agroquímico.
• Integrables a los programas de manejo de cada finca: 
  Incluir formulaciones ME en la rotación aporta significativamente al cumplimiento de los objetivos de control.

Las formulaciones ME en Colombia: liderazgo de OMA en este campo

A la fecha, de los 2467 productos químicos de uso agrícola con registro nacional ICA, veintiséis (26) de ellos presentan formulación ME y de estos, el 50% (13) están bajo la titularidad de Químicos Oma S.A. Los ingredientes activos fungicidas registrados Bupirimate y Dodemorph + Prochloraz son nano-insumos ME ampliamente usados para el control de Sphaerotheca pannosa.

La nanotecnología en la agricultura seguirá dando paso de la investigación fundamental a las aplicaciones de campo y la industria nacional seguirá trabajando y avanzando para llevar nuevas soluciones nanotecnológicas al sector floricultor.

Referencias

• Chen Fuliang, Wang Yi, & Zheng Feineng. (2003). Efficacy Comparison of Microemulsion of some Pesticides with Its other Formulations. Pesticides Review.
• GIFAP (1989). Catalogue of Pesticide Formulation Types and International Coding System. Technical monograph Nº 2, Brussels.
• ADDIN ZOTERO_BIBL {“uncited”:[],”omitted”:[],”custom”:[]} CSL_BIBLIOGRAPHYXPaul, B. K., & Moulik, S. P. (2001). Uses and applications of microemulsions. Centre for Surface Science, Jadavpur University, Kolkata.
• Solans, C., & Kunieda, H. (Eds.). (1997). Industrial aplications of microemulsions. Surfactant science series volume 66.