El crecimiento sostenido de la población mundial y la necesidad de garantizar la seguridad alimentaria han llevado a un uso intensivo de insecticidas químicos en la agricultura. Sin embargo, este enfoque ha generado importantes problemas ambientales, como la contaminación del suelo y del agua, la aparición de resistencias en las plagas y el impacto negativo sobre organismos beneficiosos. Frente a este escenario, investigadores de la Universidad de Alicante (UA) han desarrollado una tecnología innovadora que propone un cambio de paradigma en el control de plagas, apostando por soluciones más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.
El nuevo dispositivo se basa en el uso de compuestos orgánicos volátiles (COV) con efecto repelente, incorporados en matrices de carbón activado con una porosidad diseñada específicamente para asegurar elevadas capacidades de adsorción de estos COVs, así como permitir su liberación lenta y controlada. Se trata de una tecnología puntera e inocua con el medio ambiente, fruto de la dilatada trayectoria científica en la lucha contra las plagas agrícolas del grupo de Fitopatología de la UA, dirigido por los profesores Luis Vicente López Llorca y Federico López Moya, del Grupo de Investigación de Fitopatología del Departamento de Ciencias del Mar y Biología Aplicada, en colaboración con las profesoras María Ángeles Lillo Ródenas y María del Carmen Román Martínez, del Grupo de Investigación Materiales Carbonosos y Medio Ambiente, del Departamento de Química Inorgánica e Instituto Universitario de Materiales (IUMA). Según explica el profesor Federico López Moya, miembro del Grupo de Investigación de Fitopatología, responsable del desarrollo, “uno de los principales retos de los repelentes volátiles es su escasa persistencia en condiciones de campo. Nuestra tecnología permite mantener concentraciones de los repelentes eficaces durante semanas, gracias a su liberación gradual, algo clave para que estos compuestos puedan utilizarse de forma realista en agricultura”.
El dispositivo consiste en un soporte sólido de carbón activado, con morfología granular o pellet, al que se han incorporado los COV repelentes, y que se encuentra contenido en una envoltura porosa y biodegradable sellada. Este diseño facilita su aplicación directa en el cultivo, evita pérdidas prematuras por volatilización y elimina la necesidad de dispensadores plásticos convencionales, una fuente creciente de contaminación en los entornos agrícolas. “Hemos querido que el dispositivo sea tanto sencillo de usar como sostenible y biodegradable. El agricultor puede aplicarlo directamente en campo sin necesidad de una formación especializada, y al mismo tiempo se evita la generación de residuos plásticos”, señala López Moya.
Desde el punto de vista científico, el desarrollo se apoya en el uso de semioquímicos, moléculas que actúan como señales químicas capaces de modificar el comportamiento de los insectos. En este caso, los repelentes funcionan como alomonas antixenóticas que inducen el alejamiento de la plaga sin necesidad de contacto ni acción letal. Aunque este tipo de estrategias es bien conocido en el ámbito de la gestión integrada de plagas, su aplicación agrícola ha estado limitada por la falta de sistemas de liberación eficaces y duraderos.
El uso de materiales carbonosos, y en particular de carbones activados, resulta clave en esta innovación. Gracias a sus propiedades, entre las que destacan su elevada superficie específica y su estructura porosa, estos materiales permiten adsorber los COV y liberarlos de forma progresiva por desorción. Además, pueden obtenerse a partir de residuos naturales y, una vez incorporados al suelo, aportan beneficios adicionales como la mejora de la retención de humedad y nutrientes e, incluso, el aporte de éstos. “El carbón activado no solo actúa como un excelente dispensador, sino que encaja perfectamente con los principios de la economía circular y la agricultura sostenible”, destaca el investigador.
Los ensayos realizados hasta el momento sitúan la tecnología en un nivel de madurez tecnológica TRL 5–6. Las pruebas de laboratorio y los prototipos piloto han demostrado que los compuestos volátiles se liberan de manera sostenida durante más de 28 días, manteniendo niveles efectivos de repelencia. En concreto, el dispositivo ha mostrado una eficacia notable frente al picudo negro de la platanera (Cosmopolites sordidus), una de las plagas más destructivas para los cultivos de plátano y banana a nivel mundial, así como frente a otros curculiónidos de interés agrícola. “Los resultados obtenidos frente al picudo negro son especialmente relevantes, porque se trata de una plaga muy difícil de controlar y con un enorme impacto económico”, subraya López Moya.
Versatilidad de la tecnología
Otro de los puntos fuertes de la tecnología es su versatilidad. El sistema permite incorporar tanto COV de origen biológico, por ejemplo, los producidos por hongos entomopatógenos o nematófagos, como compuestos sintéticos, manteniendo el mismo principio de funcionamiento. Esto facilita su adaptación a diferentes cultivos, especies de plagas y escenarios productivos, desde agricultura ecológica y de alto valor añadido hasta invernaderos y sistemas de producción en ambientes controlados. “Nuestra intención es que esta plataforma tecnológica pueda adaptarse a múltiples contextos agrícolas, cambiando el compuesto activo según la necesidad, pero manteniendo el mismo dispositivo base”, explica el director del grupo.
La tecnología se encuentra protegida mediante solicitud de patente y representa una evolución significativa respecto a desarrollos anteriores, centrados principalmente en feromonas o atrayentes y dependientes de matrices plásticas. En este caso, la innovación radica en haber trasladado el potencial de los COV repelentes desde el laboratorio hasta aplicaciones agrícolas reales, apoyándose en el uso de matrices de carbón activado y resolviendo de forma conjunta los problemas de volatilidad, persistencia y sostenibilidad ambiental.
Con vistas a su llegada al mercado, la Universidad de Alicante busca ahora empresas interesadas en la explotación comercial de la tecnología mediante acuerdos de licencia, proyectos de I+D conjuntos o procesos de escalado y validación en grandes explotaciones agrícolas. “Nuestro objetivo final es que esta investigación no se quede en el laboratorio, sino que se convierta en una herramienta útil para el sector agrícola, capaz de reducir el uso de insecticidas químicos y avanzar hacia modelos de producción más sostenibles”, concluye Federico López Moya.
