7 de julio de 2016 03:50 AM
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La nanotecnología como opción para una agricultura más eficiente

A la espera de que la población mundial supere los 9.000 millones para el año 2050, los científicos están trabajando para desarrollar nuevas formas para satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos, energía y agua, sin aumentar la exigencia sobre los recursos naturales.

La nanotecnología – el diseño de partículas ultra pequeñas – está emergiendo para promover el crecimiento y desarrollo eficiente de los cultivos. Esta idea es parte de la ciencia en evolución llamada agricultura de precisión, en la que los agricultores utilizan la tecnología para orientar el uso de agua, fertilizantes y otros insumos.

El uso de fertilizantes en todo el mundo está aumentando junto con el crecimiento de la población mundial. Actualmente, los agricultores están utilizando casi el 85 % del total de fósforo extraído de las minas en el mundo como fertilizante, aunque las plantas pueden absorber un estimado de solo el 42 % del fósforo que se aplica al suelo. Si estas prácticas continúan, la oferta mundial de fósforo podría agotarse dentro de los próximos 80 años, lo que empeorará los problemas de contaminación de nutrientes en el proceso.

En contraste con el uso de fertilizantes convencionales, lo que implica muchas toneladas de insumos, la nanotecnología se centra en pequeñas cantidades. Las partículas a nanoescala miden entre uno y 100 nanómetros en al menos una de sus dimensiones.

Los científicos están investigando activamente una gama de nanopartículas de metales y óxidos metálicos, también conocidos como nanofertilizantes, para su uso científico en las plantas y en la agricultura. Estos materiales se pueden aplicar a las plantas a través del riego del suelo o pulverizarse sobre sus hojas. Los estudios sugieren que la aplicación de las nanopartículas sobre las hojas de la planta es especialmente beneficioso para el medio ambiente, ya que no entran en contacto con el suelo. Dado que las partículas son extremadamente pequeñas, las plantas pueden absorberlas de manera más eficiente a través del suelo.

En el estudio realizado mediante la aplicación del nano zinc sobre las hojas del fréjol mungo después de 14 días de germinación de sus semillas, aumentó la actividad de tres enzimas importantes dentro de las plantas: la fosfatasa ácida, fosfatasa alcalina y fitasa. Al activar estas enzimas, las plantas tuvieron casi 11% más del fósforo que estaba presente de forma natural en el suelo, sin recibir ningún tipo de fertilización de fósforo convencional y aumentaron su biomasa en un 27%. Además, el 6% de estas produjeron más granos que las plantas con las que se trató su crecimiento usando prácticas agrícolas típicas y sin fertilizante.

Los nanofertilizantes también tienen el potencial de aumentar el valor nutricional de las plantas. En otro estudio se encontró que la aplicación de nanopartículas de dióxido de titanio y óxido de zinc en plantas de tomate aumentó la cantidad de licopeno en los tomates entre 80 y 113 %, dependiendo del tipo de nanopartículas y la concentración de las dosis. Esto se debe a que las nanopartículas aumentan las tasas de fotosíntesis de las plantas y les permiten tomar más nutrientes.

A pesar de los buenos resultados que se han obtenido con las nanopartículas, aún se requiere llevar a cabo evaluaciones de impacto sobre la salud humana y en el medio ambiente, desarrollar métodos para evaluar y gestionar los riesgos que puedan surgir, así como también las formas sostenibles para su fabricación.

En Chile, la nanotecnología ha sido usada principalmente en el cobre, al aportar propiedades antibacteriales, antifungicidas y antivirales a este metal. De esta forma, se disminuyen las posibilidades de contagio de enfermedades por contacto con diferentes artículos que las personas utilizan día a día en sus hogares, lugares de trabajo o sistemas de transporte.

En la agricultura, el Eucalyptus globulus está siendo utilizado como materia prima para fabricar nanocelulosa, demostrando ser 20 veces más resistente a la tensión que el acero y a la vez cinco veces más liviana que ese metal. Los investigadores ya han avanzado en la caracterización de las nanopartículas de especies locales y estiman que en 2 a 3 años tendrán prototipos escalables para llegar al mercado y así impulsar el primer centro del Hemisferio Sur en el desarrollo de aplicaciones para la nanocelulosa.

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