La falta de información dificulta la regulación de los nanopesticidas ‘verdes’

Científicos advierten que es necesario usar correctamente términos como “sostenible” y que los componentes naturales de estos productos no eliminan las preocupaciones ambientales

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.

“Las formulaciones comerciales de los pesticidas utilizados en el campo consisten en ingredientes activos y los llamados coformulantes, como surfactantes, agentes dispersantes y emulsificantes. Estos representan entre el 50 % y el 90 % de la composición total de los productos comerciales, pero a menudo se etiquetan de manera vaga como ‘compuestos inertes’ y están mal documentados, aunque en ocasiones pueden ser más tóxicos para el medio ambiente que el propio ingrediente activo”, advierte Vanessa Takeshita, primera autora de una revisión sobre el tema publicada 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.

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”.

De acuerdo con Takeshita, este “giro verde” ha sido una tendencia internacional en los trabajos sobre el tema. No obstante, según señala, 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”.

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 aún no existen normas específicas para la regulación de nanoformulaciones. Todo se analiza y revisa caso por caso. Son tres las instituciones involucradas en el registro de estas nuevas formulaciones, al igual que ocurre con las formulaciones convencionales: 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). 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.

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.