Universitat d'Alacant

Investigadores de la Universidad de Alicante han desarrollado un dispositivo físico para el control de plagas basado en una matriz de carbón activado impregnada con compuestos orgánicos volátiles repelentes de origen natural o sintético. El diseño combina las propiedades de adsorción de un material de alta porosidad, con las propiedades texturales adecuadas para permitir la liberación, de manera sostenida, del compuesto activo en el entorno agrícola.

El elemento central del dispositivo es un soporte sólido de carbón activado, en cuya estructura porosa se adsorbe el COV. La incorporación de COV a la matriz puede realizarse mediante procesos de vaporización, impregnación o inmersión. Una vez incorporados al material, los compuestos quedan retenidos en la porosidad del material y, gracias a sus propiedades texturales, cuando se ponen en contacto con el aire el COV se libera gradualmente por desorción. La adecuada selección de las propiedades texturales de la matriz carbonosa permite que la desorción sea controlada y constante durante periodos prolongados.

Para garantizar la estabilidad y facilitar su aplicación en campo, el carbón conteniendo el COV se introduce en una envoltura porosa, que se sella. Esta envoltura evita la pérdida prematura de volátiles y asegura un manejo del dispositivo sencillo y seguro. Este dispositivo facilita el manteniendo de niveles ambientales de COV adecuados para inducir la respuesta de rechazo en los insectos objetivo a lo largo de varias semanas, sin necesidad de recambios frecuentes.

La tecnología responde a uno de los principales retos de la agricultura moderna: reducir la dependencia de insecticidas de síntesis, que conllevan problemas de resistencia, riesgos ambientales y efectos no deseados sobre organismos beneficiosos. Los repelentes volátiles han mostrado gran potencial como alternativa, pero su uso se ve limitado por la rápida degradación y dispersión en el medio. Este sistema aporta una solución innovadora mediante un formato de liberación controlada y sostenible, capaz de prolongar la eficacia del compuesto activo en condiciones reales de cultivo.

Además, el enfoque permite flexibilidad en la selección de compuestos, ya que el carbón activado es compatible tanto con moléculas de origen biológico —por ejemplo, producidas por hongos entomopatógenos o nematófagos— como con formulaciones sintéticas. Esto facilita la adaptación de la tecnología a diferentes cultivos y especies de plagas, manteniendo un mismo principio de funcionamiento.

En conjunto, el dispositivo representa un avance significativo en el desarrollo de sistemas de liberación de volátiles aplicables a la protección vegetal, combinando eficacia técnica, estabilidad de liberación y un diseño concebido para integrarse en prácticas agrícolas más sostenibles.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA

Las principales ventajas que presenta esta tecnología son las siguientes:

• Liberación prolongada y controlada: La estructura porosa del carbón activado permite la liberación sostenida del compuesto volátil, evitando picos de emisión y garantizando una elevada eficacia durante varias semanas sin necesidad de recambios frecuentes.

• Sostenibilidad ambiental: El uso de carbón activado y envoltorios biodegradables elimina la dependencia de plásticos convencionales, evitando la generación de residuos y el impacto en los ecosistemas agrícolas.

• Versatilidad en la formulación: El sistema es compatible con una amplia gama de COV, tanto de origen sintético como microbiano (hongos entomopatógenos, nematófagos, etc.), lo que permite adaptar el dispositivo a diferentes cultivos y plagas con un mismo diseño básico.

• Facilidad de aplicación y bajo coste operativo: El dispositivo no requiere equipos especializados ni formación técnica avanzada, lo que se traduce en ahorro de tiempo y reducción de costes laborales para los agricultores.

ASPECTOS INNOVADORES DE LA TECNOLOGÍA

La invención introduce una solución inédita y eficiente en el control de plagas agrícolas al combinar carbón activado como matriz principal de liberación con compuestos orgánicos volátiles repelentes. Frente a los desarrollos anteriores, que se centraban en el uso de feromonas y atrayentes en dispositivos mayoritariamente plásticos o en matrices sólidas de diversa índole, esta tecnología aporta varios elementos innovadores:

• Uso pionero del carbón activado como matriz de liberación de compuestos volátiles repelentes en aplicaciones agrícolas, un enfoque no descrito en dispositivos previos centrados en atrayentes o feromonas.

• Integración de COV de origen biológico o sintético en un material poroso y biodegradable, y su uso con un envoltorio poroso y biodegradable, que permite la liberación sostenida del compuesto volátil en condiciones de campo.

• Un diseño que permite superar la alta volatilidad y baja persistencia de estos COV en condiciones de campo, aportando un formato eficiente, a la par que sostenible, que sustituye el empleo de plásticos convencionales en dispensadores.

• Diseño modular y versátil, capaz de admitir distintos COV en la misma base técnica para adaptarse a diferentes cultivos y plagas.

En conjunto, la principal innovación radica en trasladar el potencial de los COV repelentes desde el laboratorio a aplicaciones agrícolas reales, resolviendo los problemas que hasta ahora habían limitado su uso: volatilidad excesiva, baja persistencia y dependencia de dispensadores plásticos.

La tecnología se encuentra desarrollada a escala de laboratorio y prototipo piloto, con pruebas preliminares de campo que confirman su viabilidad en condiciones ambientales simuladas.

Los ensayos realizados han demostrado que los COV de interés se adsorben de forma estable en las matrices de carbón activado, cuya elevada superficie y porosidad específica aseguran una liberación sostenida de los mismos durante un periodo superior a 28 días, manteniendo niveles efectivos para el control de plagas.

En concreto, se ha comprobado que el dispositivo conserva su actividad repelente durante más de 28 días frente al picudo negro de la platanera (Cosmopolites sordidus), lo que confirma su potencial de aplicación también frente a otros curculiónidos de interés agrícola, como Rhynchophorus ferrugineus o Rhynchophorus palmarum.

Además, el diseño contempla aspectos prácticos relacionados con su futura comercialización, como un envoltorio basado en bolsas porosas selladas, que evitan pérdidas rápidas por volatilización y facilita la manipulación, transporte y aplicación directa en campo. Los dispositivos se presentan en formas granuladas o pellets, optimizando la logística y la dosificación.

El nivel de madurez tecnológica se sitúa en torno a TRL 5–6, habiéndose probado tanto en entornos controlados como en pequeños lotes de campo, aunque aún requiere escalado y validación en grandes explotaciones agrícolas. La estabilidad térmica, la ausencia de liberación prematura de los volátiles y la conservación de la actividad repelente durante más de 28 días confirman el potencial de esta solución para aplicaciones agrícolas sostenibles y de bajo impacto ambiental.

La tecnología se enmarca en el campo de la agrobiotecnología, combinando herramientas de la química y la ciencia de materiales para ofrecer un sistema innovador de control de plagas basado en una matriz carbonosa en la que se adsorben compuestos orgánicos volátiles que asegura su liberación sostenida. Su diseño versátil permite su integración en diferentes contextos agrícolas, especialmente en aquellos donde la reducción del uso de pesticidas químicos constituye una prioridad técnica, económica y regulatoria.

Los principales sectores de aplicación incluyen:

• Cultivos sensibles a curculiónidos: protección de plantaciones de plátano, banana, cacao, palma y otros cultivos donde especies como el picudo negro de la platanera (Cosmopolites sordidus) o el picudo rojo de la palma (Rhynchophorus ferrugineus) representan una amenaza crítica para la productividad. Así como otros cultivos de interés con problemas fitosanitarios ligados a la presencia de curculiónidos.

• Agricultura de alto valor añadido: viñedos, huertos de cítricos y explotaciones frutales donde la demanda de soluciones sostenibles y libres de residuos químicos está en aumento.

• Agricultura orgánica y certificada: sistemas de cultivo que requieren alternativas a los insecticidas sintéticos, cumpliendo con normativas de producción ecológica y sostenibilidad.

• Producción en ambientes controlados: invernaderos y sistemas hidropónicos, donde la liberación localizada y prolongada de COV resulta especialmente eficaz para mantener concentraciones estables en espacios cerrados.

• Protección en fases iniciales del cultivo: aplicación preventiva durante la germinación y el establecimiento de plántulas, etapa crítica en la que las infestaciones tempranas pueden comprometer el rendimiento posterior del cultivo.

Se buscan empresas interesadas en adquirir esta tecnología para su explotación comercial mediante:

• Acuerdos de licencia de la patente.

• Proyectos de I+D conjuntos para adaptar la tecnología a las necesidades de la empresa, incluyendo optimización de formulaciones, escalado industrial y adaptación a distintos cultivos y especies de plagas.

• Co-desarrollo de prototipos o validación en campo.

• Otras modalidades de colaboración que permitan la explotación comercial de la tecnología.

Se busca, en particular, el interés de empresas con capacidad técnica, productiva y comercial, capaces de desarrollar, producir y comercializar dispositivos basados en COV repelentes para protección vegetal.

Perfil de empresa buscado:

• Empresas de agroquímicos y protección vegetal.

• Empresas de biotecnología aplicada a la agricultura.

• Multinacionales o grandes empresas del sector agrícola.

• Empresas ligadas a la comercialización de productos con una base de carbón.

Esta tecnología se encuentra protegida mediante solicitud de patente:

• Título de la patente: “Dispositivo repelente”.

• Número de solicitud: P202530720.

• Fecha de solicitud: 31 de julio de 2025.