Un estudio busca contribuir al registro de pesticidas menos tóxicos y de origen natural

Artículo de revisión traza la evolución de las investigaciones sobre nanopesticidas verdes y sistematiza información para ayudar a los tomadores de decisiones a clasificar las nuevas formulaciones

Por Karina Ninni  |  Agência FAPESP – Nuevas formulaciones de nanopesticidas con ingredientes naturales vienen apareciendo en la literatura especializada con apelativos que remiten a expresiones como “pesticida verde”, “ecológico”, “a base de elementos naturales”, “con nanopartículas naturales”, entre otras. Sin embargo, no existe consenso sobre qué es verdaderamente verde y estos términos se utilizan incluso cuando los ingredientes activos son sintéticos o convencionales y solo están encapsulados en formulaciones a base de polímeros naturales.

El tema fue abordado en un artículo de revisión publicado en Sustainable Materials and Technologies por el Grupo de Nanotecnología Ambiental del Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad Estatal Paulista (ICT-Unesp), campus Sorocaba, en Brasil. De acuerdo con los autores, este “giro verde” ha sido una tendencia internacional en los trabajos sobre el tema. La búsqueda de una nanoformulación verde terminó convirtiéndose en una moneda de cambio para la publicación y la divulgación científica.

“Si tiene ‘verde’ en el nombre, sale en los medios, se publica y tiene éxito. Pero ¿es realmente verde? Para responder, empezamos a desmenuzar los trabajos publicados. A veces, los polímeros y los ingredientes activos son de origen natural, pero se utilizan surfactantes sintéticos en la composición para garantizar la estabilidad, o solo el polímero es natural. Por eso, estos términos deben emplearse con cautela para definir esta nueva generación de pesticidas”, advierte Vanessa Takeshita, primera autora del artículo.

Según explica, en los últimos 20 años de desarrollo de nanoformulaciones para la agricultura, la academia fue cambiando de estrategia y de enfoque. El primer objetivo fue reducir la dosis aplicada, es decir, la cantidad depositada en el ambiente. “El foco era la ganancia de eficiencia para reducir las dosis”, recuerda, destacando que la nanotecnología fue una herramienta fundamental para ese fin y que los productos de esta primera generación de nanoformulaciones ya son ambientalmente mejores que las formulaciones tradicionales utilizadas por el sector agropecuario desde hace décadas, aunque todavía necesitan llegar al mercado.

Sin embargo, a medida que los trabajos avanzaban, el equipo liderado por Leonardo Fernandes Fraceto, actualmente coordinador de innovación del Centro de Investigación en Biodiversidad y Cambios Climáticos (CBioClima), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID, por sus siglas en portugués) de la FAPESP, y coordinador del INCT NanoAgro, constató que las formulaciones con características naturales, capaces de promover el biorreconocimiento por parte de la planta, tendían a presentar mayor eficiencia. “Cuando se utilizan moléculas naturales, o compuestos naturales, la planta los identifica como compuestos conocidos. Percibimos que era más fácil y ambientalmente menos riesgoso ser eficientes usando ingredientes no sintéticos. Entonces, avanzamos en el desarrollo de formulaciones cada vez más sostenibles”.

Según la investigadora, para que un producto sea considerado “verde”, tanto el ingrediente activo como el polímero que lo envuelve y los adyuvantes utilizados en la formulación deben ser de origen natural y contar con una cadena de producción limpia. Además, aunque el producto sea clasificado como ambientalmente correcto, la evaluación de su toxicidad es esencial, ya que la biodegradabilidad no exime a los productos de los impactos ambientales asociados.

En el artículo, el grupo traza un panorama histórico de la evolución de las investigaciones en nanopesticidas verdes y, al final, propone un flujograma para ayudar a los responsables de la toma de decisiones a clasificar las formulaciones y, con base en esa información, encaminar el registro de estas nuevas moléculas más eficientes y ambientalmente más seguras.

“Creemos que el proceso de registro para moléculas comprobablemente verdes debería facilitarse. Siempre que se logre demostrar, a lo largo de las distintas etapas, que el producto es más eficiente, presenta baja o ninguna toxicidad, que la formulación sin el ingrediente activo tampoco es tóxica y que el resultado es tan bueno como el de una formulación convencional o una no totalmente verde, el proceso de registro podría acelerarse. Es lo que proponemos al final del trabajo: que las moléculas verdes lleguen más rápido al mercado y al productor”, defiende la investigadora.

Rastreo y registro

En Brasil, las atribuciones relacionadas con el registro, la supervisión y el control de los pesticidas están reguladas por la Ley nº 14.785/2023. El proceso de registro se lleva a cabo de forma tripartita, incluyendo competencias complementarias entre los organismos federales responsables: el Ministerio de Agricultura y Ganadería (Mapa), la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa) y el Instituto Brasileño del Medio Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables (Ibama). 

De acuerdo con Takeshita, en Brasil aún no existen normas específicas para la regulación de nanoformulaciones. Todo se analiza y revisa caso por caso. Ella destaca que la Europa está un poco más adelantada y la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) está desarrollando actualmente guidelines que ayudarán a regular este tipo de productos. Son precisamente estas guidelines las que las instituciones brasileñas exigen para el registro de productos similares, como pruebas de movilidad de la molécula en el ambiente y niveles de toxicidad.

“Es necesario demostrar al Mapa que la formulación funciona, como mínimo, igual que las que ya existen en el mercado; probar ante Anvisa que la molécula presenta baja toxicidad, mediante una serie de estudios; e Ibama también solicitará información sobre toxicidad para organismos no objetivo, si la molécula tiene potencial de llegar a las aguas subterráneas, si es móvil en el suelo, si es degradable en el ambiente, entre otros cuestionamientos”, explica Takeshita. Según ella, el proceso suele ser largo y aun una molécula convencional puede tardar más de diez años en ser liberada.

La Anvisa, a través de su asesoría de prensa, afirma que las nanoformulaciones se someten al mismo proceso regulatorio aplicable a los demás productos de finalidad fitosanitaria, observando las directrices generales vigentes y considerando las tecnologías específicas de cada producto. “No obstante, considerando las posibles particularidades físico-químicas y biocinéticas asociadas a la escala nanométrica, la evaluación se realiza caso por caso. Siempre que se identifiquen características que requieran un análisis más profundo, se podrán solicitar, durante el curso del análisis, información complementaria o estudios adicionales, de modo que se garantice la solidez científica y la adecuada caracterización de los riesgos para la salud humana”, dice la nota.

Actualmente, el plazo para realizar dicho análisis varía entre 3 y 4 años. Según la agencia, la evaluación se encuentra dentro de los parámetros temporales de agencias internacionales que realizan evaluaciones similares.

El Ibama informó, también a través de su oficina de prensa, que hasta el momento no ha realizado ninguna evaluación ambiental de nanoformulaciones de plaguicidas con fines de registro y que aún no cuenta con una norma específica para tratar la evaluación ambiental de este tipo de formulación. En caso de que sea necesaria la evaluación ambiental de alguna nanoformulación de herbicida, el análisis deberá llevarse a cabo considerando el caso específico y basándose en la normativa vigente. “Para la evaluación ambiental de nanoformulaciones de pesticidas, se solicitaría información conforme a los criterios actualmente adoptados, considerando las características específicas de estas moléculas, así como la posibilidad de adaptar criterios utilizados por agencias reguladoras internacionales a las condiciones nacionales”, informa la nota. Según el Ibama, los estudios ecotoxicológicos y de comportamiento ambiental actualmente requeridos deben adoptarse como punto de partida, con las debidas adaptaciones a las características particulares de las nanoformulaciones.

El Mapa aclara que la Ley n.º 14.785/2023 no da la definición de "nanopesticidas" y que, actualmente, no existe una norma específica para “nanoformulaciones”. “Estos productos se analizan y registran en la misma fila que los demás productos químicos, siguiendo exactamente el mismo procedimiento regulatorio. Al igual que ocurre con cualquier otro producto sometido a registro, es necesario comprobar la eficacia, incluso mediante comparación con productos ya registrados, debiendo presentar un rendimiento, como mínimo, equivalente al de aquellos ya disponibles en el mercado”, afirma la nota enviada por la oficina de prensa. En relación con los plazos, en el año 2025, los registros aprobados tuvieron un plazo medio de análisis de aproximadamente 4 años y medio.

Para la ingeniera agrónoma, el mecanismo regulatorio ideal sería algo similar a un bono: cuanto más verde sea la molécula, más acelerado debería ser el proceso de registro. “Pero eso no exime a las empresas de presentar todos los expedientes necesarios. Muy probablemente, para los nanoformulados será necesario entregar todos los estudios que ya se presentan para los pesticidas convencionales y algunas informaciones adicionales. La caracterización pormenorizada de esta partícula nano, por ejemplo, de acuerdo con criterios establecidos y reconocidos, probablemente será una etapa importante, ya que, como se ha dicho, interactúa de manera diferente con el ambiente.”

Nano x convencional

Vanessa Takeshita explica que la formulación convencional es una mezcla en la que los ingredientes están combinados: el surfactante, el ingrediente activo y el emulsificante. “Las moléculas están sueltas en una mezcla. Esa mezcla ayuda al ingrediente activo a llegar a la planta o a adherirse mejor a la superficie y permanecer más tiempo en el entorno de la planta. En cambio, una nanoformulación es una estructura que puede montarse en varios formatos, como pequeños cuadrados hechos de capas de arcilla, cápsulas o hidrogeles. Para los pesticidas, el formato más interesante es el de cápsula [< 1000 nm]. En este caso, el ingrediente activo está dentro de la cápsula, que lo protege y lo transporta hacia el interior de la planta”.

Las ventajas son numerosas. La planta puede ser “engañada” por la cápsula, por ejemplo. Los científicos llaman a este mecanismo caballo de Troya. “La planta reconoce la cápsula como un compuesto beneficioso para ella, pero en su interior se encuentra el ingrediente activo. En el caso de los herbicidas, en los que necesitamos que penetren en la planta invasora en grandes cantidades, podemos aplicar una dosis menor, porque es posible transportar más producto de forma puntual hacia el interior de la planta, es más eficiente”.

La investigadora reitera que ha habido una evolución y que es posible contar con productos verdaderamente sostenibles que respondan a las necesidades de la agricultura, aunque reconoce que existen cuellos de botella. “Es posible tener formulaciones realmente verdes que puedan llegar al mercado nacional e internacional y utilizarse a gran escala, incluso en el caso de los nanopesticidas de primera generación, es decir, aquellos que combinan compuestos sintéticos, o sintéticos y naturales. Los ingredientes activos pueden provenir de plantas, microorganismos o de sustancias que estos producen, pero sabemos que todavía existe una brecha muy grande para encontrar esas moléculas, descubrir qué compuestos funcionan y realizar la extracción de los principios activos”.

Las nanoestructuras, por su parte, pueden elaborarse con bioproductos, como la zeína, proteína extraída del maíz; la lignina, biopolímero que da sustentación a las plantas; o la celulosa, entre otros. “Sin embargo, además de toda la cuestión regulatoria, la industria debe estar dispuesta a adecuar sus plantas industriales o a desarrollar estas moléculas más verdes para ofrecerlas al mercado. Un estudio ya mostró que los productores están dispuestos a pagar entre un 22 % y un 40 % más por nanoformulaciones más eficientes y menos peligrosas que los productos convencionales. Es decir, el productor está dispuesto a aceptar la tecnología que lo beneficia”, resume Takeshita.

La FAPESP también apoyó el trabajo mediante auxilio a la investigación; cuatro becas de posdoctorado (24/07260-2, 23/16519-7, 23/00335-4 y 23/07905-0); una beca de pasantía de investigación en el exterior; una beca de doctorado; y una beca de fijación de nuevos doctores.

El artículo The green horizon of agricultural nanotechnology: A pathway for truly sustainable pesticide formulations puede leerse en: doi.org/10.1016/j.susmat.2025.e01756.