La agricultura actual vive en una especie de equilibrio inestable: por un lado, la necesidad de producir más alimento que nunca y, por otro, la urgencia de hacerlo sin destrozar el entorno. Durante décadas, la salida más rápida ha sido recurrir a plaguicidas químicos de amplio espectro, muy eficaces a corto plazo pero con efectos secundarios cada vez más difíciles de ignorar: contaminación, pérdida de biodiversidad y plagas que se vuelven resistentes.
En este contexto han irrumpido con fuerza las estrategias basadas en semioquímicos y repelentes, es decir, sustancias que alteran el comportamiento de los insectos sin necesidad de matarlos. El gran salto viene ahora con un desarrollo de la Universidad de Alicante: un dispositivo biodegradable hecho con carbón activado que libera compuestos orgánicos volátiles (COV) repelentes de forma lenta y controlada, pensado para ahuyentar plagas agrícolas de manera sostenible, práctica y sin generar residuos plásticos.
De los insecticidas químicos a la comunicación química de las plagas
El aumento de la población mundial ha disparado la demanda de alimentos y ha traído consigo un uso masivo de insecticidas y plaguicidas sintéticos. Estos productos no solo eliminan a la plaga objetivo, sino que también afectan a multitud de organismos no diana: polinizadores, fauna auxiliar beneficiosa e incluso microorganismos clave del suelo. Además, se acumulan en agua y sedimentos, con consecuencias ambientales y sanitarias importantes.
Ante este panorama, la comunidad científica está girando el foco hacia un enfoque muy distinto: aprovechar la comunicación química de los insectos para gestionarlos. En lugar de erradicarlos a toda costa, se busca interferir en sus señales, desorientarlos, alejarlos de los cultivos o evitar que se reproduzcan con éxito.
Dentro de este cambio de paradigma cobran importancia los semioquímicos, moléculas que transmiten información entre organismos y provocan respuestas de tipo etológico (cambios de conducta) o fisiológico. Se utilizan cada vez más en gestión integrada de plagas (GIP), combinando distintas herramientas para reducir al mínimo el uso de insecticidas convencionales.
Entre los semioquímicos más conocidos están las feromonas, sustancias que los propios insectos producen para comunicarse entre individuos de la misma especie. Se han usado con éxito en monitoreo de poblaciones, captura masiva, interrupción del apareamiento, confusión sexual o estrategias de tipo push-pull, donde se repele a la plaga de una zona y se la atrae hacia otra.
Junto a las feromonas aparecen los aleloquímicos, que median la comunicación entre especies distintas. Dentro de ellos, los repelentes funcionan como alomonas antixenóticas: envían una señal química que invita al insecto a mantenerse alejado, a menudo sin siquiera entrar en contacto con el producto. Esta vía es especialmente interesante para un control de plagas menos agresivo y más compatible con la agricultura ecológica.
Repelentes, COV y tipos de respuesta en los insectos
Los repelentes se pueden clasificar en función de cómo interactúan con el insecto y qué respuesta desencadenan. Este matiz es clave para diseñar estrategias de control ajustadas al comportamiento de cada plaga:
Por un lado están los repelentes de tipo expulsivo, que crean una especie de “barrera química” en el aire. El insecto percibe el olor a distancia y decide no aproximarse al cultivo, sin necesidad de tocar la superficie tratada. Es lo que más se busca en el ámbito agrícola, porque permite proteger el entorno de forma preventiva.
Muy relacionados están los repelentes irritantes, que provocan el alejamiento después de que el insecto entre en contacto con la sustancia. Es una respuesta más ligada al tacto o a la exposición directa, útil en ciertas superficies, pero menos práctica cuando se quiere proteger grandes extensiones.
Otros compuestos actúan como disuasorios alimentarios: el insecto llega al cultivo, prueba el tejido vegetal y el sabor o el olor le resultan tan desagradables que abandona la planta y deja de alimentarse. Este mecanismo puede ser interesante como capa adicional de protección cuando la barrera olfativa no es suficiente.
Por último, existen repelentes que enmascaran olores clave del hospedador, reduciendo drásticamente el atractivo del cultivo. El insecto “pierde el rastro” porque las señales que le guiaban hasta la planta se diluyen o quedan tapadas por otros olores, una vía especialmente útil cuando la plaga depende mucho del olfato para localizar el alimento.
La mayor parte de las aplicaciones de repelentes se ha centrado tradicionalmente en insectos vinculados a la salud humana o veterinaria —mosquitos, parásitos de ganado, etc.—, mientras que su uso en agricultura ha sido más tímido. Sin embargo, el descubrimiento de producidos por hongos entomopatógenos y nematófagos ha abierto un campo nuevo, con pruebas muy prometedoras frente a plagas como Cosmopolites sordidus, el picudo negro de la platanera.
El reto de los COV repelentes: eficacia en campo y dispositivos de liberación
Los COV repelentes tienen un potencial enorme porque son moléculas volátiles de origen natural capaces de modificar la conducta de los insectos con dosis muy bajas. El problema llega cuando se intenta utilizarlos al aire libre: su gran volatilidad, que es precisamente lo que los hace útiles, también provoca que se evaporen demasiado rápido y pierdan eficacia en poco tiempo.
Para hacer que estos compuestos funcionen en campo real, no basta con aplicarlos y ya está. Es imprescindible diseñar dispensadores capaces de liberar el COV de forma lenta, estable y prolongada, manteniendo una concentración efectiva en el entorno durante semanas en lugar de unas pocas horas.
Los sistemas tradicionales suelen recurrir a matrices de tipo plástico u otros polímeros sintéticos. Estas matrices retienen el compuesto en su interior y lo van soltando poco a poco, pero presentan varios inconvenientes: generan residuos no biodegradables y microplásticos, encarecen el manejo en campo y, a menudo, no encajan con las exigencias de certificación de muchos esquemas de agricultura sostenible o ecológica.
En el caso concreto de los repelentes volátiles producidos por hongos entomopatógenos —agentes de control biológico que parasitan insectos—, ya se había demostrado su eficacia en condiciones de laboratorio. El gran bloqueo estaba en encontrar un sistema de liberación que fuese duradero, práctico y respetuoso con el medio, capaz de transformar una buena idea de laboratorio en una herramienta viable para el agricultor.
Esta necesidad ha sido el motor de la solución desarrollada en la Universidad de Alicante, que no solo mejora la eficacia en campo, sino que también aborda de frente el problema de los residuos plásticos y se integra en un enfoque de economía circular y aprovechamiento de residuos orgánicos.
Carbón activado como corazón del dispositivo biodegradable
La pieza clave de la innovación es el uso de materiales carbonosos de origen vegetal, en particular el carbón activado, como matriz para retener y dosificar los COV repelentes. El carbón activado se caracteriza por su enorme superficie interna y su compleja estructura de poros, que actúa como una especie de esponja molecular capaz tanto de adsorber moléculas como de liberarlas de forma gradual.
Este material se puede obtener a partir de residuos forestales u otros residuos naturales mediante procesos de carbonización y activación. De este modo, lo que originalmente era un desecho se convierte en un recurso de alto valor añadido, totalmente alineado con los principios de la economía circular y la valorización de biomasa.
En los ensayos desarrollados por la Universidad de Alicante se ha comprobado que el carbón activado no solo retiene eficazmente los COV repelentes, sino que permite mantener concentraciones activas durante más de 28 días en condiciones de prueba, algo que marca la diferencia respecto a formulaciones más simples. De cara al futuro, los investigadores apuntan incluso a extender este periodo hasta dos o tres meses con ajustes en la formulación.
Otro punto fuerte es que el carbón activado empleado es biodegradable e inocuo para el ecosistema. Una vez que el dispositivo ha cumplido su función, el material puede permanecer en el suelo y contribuir a mejorar la retención de agua y el aporte de nutrientes, actuando de forma similar a un biochar agrícola.
El resultado es un sistema de liberación que convierte a los COV repelentes en una herramienta real para el campo, sin necesidad de recurrir a matrices plásticas ni estructuras complejas que encarecen el uso y generan residuos problemáticos.
Diseño del dispositivo: pellets, envoltura porosa y uso en campo
El dispositivo desarrollado se presenta como pequeños gránulos o pellets de carbón activado impregnados con el compuesto volátil repelente. Estos pellets se introducen en una bolsa o envoltura porosa, totalmente biodegradable y sellada, que deja pasar los COV al ambiente pero impide que el material se disperse o se pierda.
Desde el punto de vista práctico, el agricultor solo tiene que colocar los dispositivos directamente en el cultivo, sin necesidad de dispensadores adicionales, soportes plásticos ni equipos de aplicación especializados. Esta sencillez es uno de los grandes atractivos de la tecnología para explotaciones de todo tipo, desde pequeñas fincas ecológicas hasta sistemas intensivos.
El diseño del dispositivo ha evolucionado con el tiempo. En las primeras etapas de la investigación se utilizaron matrices de sílice para retener los volátiles, pero se vio que la liberación era demasiado rápida y que la persistencia en campo se quedaba corta. La entrada en escena del carbón activado de origen vegetal, gracias a la colaboración con el grupo de Materiales Carbonosos y Medio Ambiente de la UA, supuso el salto cualitativo: retención más eficiente y liberación mucho más pausada.
En los ensayos actuales se garantiza una actividad repelente de al menos 28 días, periodo que ya encaja bastante bien con muchos calendarios de manejo de cultivos y que se está intentando ampliar. Eso permite que el agricultor planifique el recambio de dispositivos con cierta comodidad sin tener que estar reponiendo cada pocos días.
Un aspecto interesante del diseño es que el dispositivo resulta reutilizable en parte de su ciclo de vida. Una vez transcurrido el periodo de liberación, la matriz carbonosa puede volver a impregnarse con el COV repelente y utilizarse de nuevo, aumentando la eficiencia económica y reduciendo aún más la generación de residuos.
Un enfoque que ahuyenta en lugar de matar
La filosofía de este dispositivo es clara: no se trata de exterminar, sino de expulsar a la plaga del entorno del cultivo. Los compuestos liberados actúan como semioquímicos de tipo alomona, generando una señal olfativa que hace que el insecto perciba la zona como hostil o poco interesante y opte por no entrar o por marcharse.
Este cambio de lógica tiene varias ventajas. Por un lado, se reduce el impacto sobre insectos beneficiosos, ya que el objetivo es disuadir, no intoxicar. Por otro, se minimiza el riesgo de que aparezcan poblaciones resistentes, un problema muy extendido con los insecticidas de acción letal.
Además, este tipo de dispositivos encaja a la perfección en estrategias de prevención y manejo integrado. Por ejemplo, se pueden colocar en el perímetro de parcelas sanas para crear una especie de cordón repelente que dificulte la entrada de la plaga, actuando como una primera línea de defensa antes de que el problema se descontrole.
Otra posibilidad, muy interesante en plantaciones ya afectadas, es combinarlos con trampas atrayentes en la conocida estrategia push-pull. Los repelentes “empujan” los insectos fuera de las zonas que se quieren proteger, mientras que los atrayentes los “tiran” hacia puntos concretos donde se instalan trampas físicas o cebos específicos, reduciendo la población sin favorecer su dispersión descontrolada.
El resultado es un sistema de control de plagas mucho más fino, que busca modificar el comportamiento del insecto en vez de arrasarlo, y que se integra bien con otras medidas biológicas, culturales o físicas dentro de la gestión integrada de plagas.
Resultados frente al picudo negro y otras plagas objetivo
Buena parte del desarrollo de la tecnología se ha centrado en hacer frente al picudo negro de la platanera (Cosmopolites sordidus), un coleóptero originario de la región indiomalaya que hoy está extendido por prácticamente todas las zonas productoras de plátano y banana, como Canarias. Se considera una de las plagas más graves de este cultivo a escala mundial por los daños que causa y por la dificultad de su control.
El punto de partida fue la colaboración con Coplaca, la principal asociación de cooperativas plataneras de Canarias, que trasladó a la Universidad de Alicante su preocupación por el enorme impacto económico y fitosanitario del picudo negro. A partir de este reto real, el grupo de Fitopatología comenzó a buscar alternativas más sostenibles que los insecticidas de siempre.
En investigaciones previas, estos equipos ya trabajaban con hongos entomopatógenos procedentes de cultivos de platanera canarios, conocidos por su capacidad para infectar y matar insectos. Durante esos estudios observaron que los hongos producían COV con efecto repelente. Entre ellos, uno de los compuestos mayoritarios, denominado C5, mostró una actividad muy marcada frente al picudo negro.
Con este hallazgo en la mano, el siguiente paso fue buscar el modo de llevar estos volátiles al campo de forma eficaz y duradera. Tras ensayar con distintas matrices y descartar la sílice por su escasa persistencia, se desarrolló la matriz carbonosa actual, derivada de residuos forestales, que permite retener el C5 en su estructura porosa y liberarlo lentamente.
Las pruebas realizadas en laboratorio y en entornos controlados en la propia universidad han demostrado que los dispositivos basados en carbón activado mantienen su actividad repelente frente al picudo negro durante más de 28 días, desorientando al insecto, alterando su percepción del alimento y reduciendo su presencia en la zona protegida. Actualmente se están realizando ensayos en plantaciones reales de Canarias, en colaboración con el Grupo Regional de Cooperativas Plataneras.
Ensayos, madurez tecnológica y seguridad ambiental
El desarrollo de este dispositivo se sitúa en un nivel de madurez tecnológica TRL 5-6, lo que significa que ha superado con éxito las primeras fases de laboratorio y ha pasado a prototipos piloto validados en condiciones más cercanas a la realidad de campo. Esto incluye ensayos con plantas, pruebas en invernaderos o espacios semiabiertos y primeras evaluaciones en explotaciones comerciales.
En todos estos pasos se ha prestado especial atención al comportamiento de los insectos expuestos al dispositivo. En el caso del picudo negro se ha observado que los adultos se desorientan, reducen su capacidad para localizar la fuente de alimento y tienden a alejarse de las zonas donde se colocan los dispositivos, confirmando el efecto esperado de los repelentes volátiles.
Otra prioridad ha sido evaluar la inocuidad del sistema para el entorno. El material carbonoso procede de residuos de origen vegetal y acaba integrándose de manera natural en el suelo, sin dejar restos plásticos ni sustancias persistentes. No requiere equipos especiales de aplicación ni formación técnica avanzada, lo que se traduce en ahorro de tiempo y costes laborales para los agricultores.
Desde el punto de vista regulatorio y de propiedad industrial, la tecnología está protegida mediante solicitud de patente, tanto en lo relativo al uso de COV repelentes específicos producidos por hongos entomopatógenos y nematófagos, como en lo referente al diseño de la matriz carbonosa y el dispositivo biodegradable como tal.
Este respaldo facilita la futura transferencia al sector productivo y ofrece un marco claro para la colaboración con empresas interesadas en escalar la tecnología, probarla en otros cultivos y, eventualmente, comercializar distintas variantes del dispositivo ajustadas a las necesidades de cada plaga objetivo.
Economía circular, usos potenciales y salto al mercado
Más allá del control directo de plagas, el dispositivo representa un caso práctico de economía circular en el sector agrícola. Se parte de residuos orgánicos —como restos forestales— para fabricar el carbón activado que actúa como matriz, se emplean COV que pueden proceder de hongos entomopatógenos o nematófagos cultivados en subproductos agrarios, y al final del ciclo el propio dispositivo contribuye a mejorar la calidad del suelo.
Esta filosofía ha sido posible gracias a la colaboración entre distintos grupos de la Universidad de Alicante. El equipo de Fitopatología, liderado por Luis Vicente López Llorca y Federico López Moya, ha aportado el conocimiento sobre las plagas, los hongos y los compuestos activos. Por su parte, las profesoras María Ángeles Lillo Ródenas y María del Carmen Román Martínez, del grupo Materiales Carbonosos y Medio Ambiente, han diseñado la matriz de carbón activado y optimizado sus propiedades para la liberación de COV.
La tecnología es flexible: el mismo soporte de carbón activado permite incorporar tanto COV de origen biológico como moléculas sintéticas, adaptando el dispositivo a distintas plagas y cultivos sin necesidad de cambiar de plataforma. Esto abre la puerta a aplicaciones en agricultura ecológica, cultivos de alto valor, invernaderos y sistemas controlados, así como en ornamentales, donde ya se están explorando usos frente a plagas como el picudo rojo de la palmera.
El dispositivo se ha concebido también para ser fácil de manejar. Según la especie objetivo, puede situarse cerca del suelo en el caso de insectos rastreros, como el picudo negro, o en partes más altas de la planta, como la corona de las palmeras cuando se piensa en el picudo rojo. No exige infraestructuras complicadas ni grandes inversiones iniciales por parte del agricultor.
Ahora el gran reto está en la transferencia al tejido empresarial. Como suele ocurrir con muchos desarrollos académicos, los grupos de investigación no tienen capacidad propia para producir el dispositivo a gran escala, por lo que la Universidad de Alicante está buscando empresas y cooperativas interesadas en licenciar la patente, participar en proyectos de I+D conjuntos o impulsar procesos de escalado y validación en grandes explotaciones.
En un escenario marcado por la presión sobre los sistemas alimentarios y la crisis climática, esta tecnología ilustra cómo es posible proteger los cultivos ahuyentando las plagas sin recurrir a insecticidas letales, eliminando a la vez los residuos plásticos de los dispensadores y aprovechando materiales de origen natural para cerrar ciclos. Si termina de consolidarse en el mercado, puede convertirse en una herramienta clave para muchos agricultores que buscan dar un paso real hacia modelos de producción más limpios y sostenibles, sin renunciar a la eficacia en el control de plagas.
