Los hidrogeles, conocidos por su capacidad de retener grandes cantidades de agua y mejorar la calidad del suelo, se presentan como una solución prometedora ante el consumo excesivo del preciado líquido en el agro. Pero eso no es todo, su potencial se elevaría significativamente con la incorporación de bacterias ácido lácticas para combatir el hongo Fusarium oxysporum, el cual produce la fusariosis, una enfermedad que afecta gravemente al pimentón, provocando pérdidas de hasta el 90 % de los cultivos.
Uno de los primeros síntomas de la marchitez o fusariosis es que las hojas se vuelven amarillas y se marchitan, normalmente en un lado de la planta, y luego la enfermedad se va profundizando hasta que toda la planta se marchita; además provoca la decoloración marrón de los tejidos del xilema o madera, que se observa cuando se cortan los tallos.
El marchitamiento vascular es una condición en la que los vasos conductores de la planta se obstruyen impidiendo el transporte de agua y nutrientes, lo que lleva a su envejecimiento prematuro.
“El hongo pudre las raíces limitando la absorción de nutrientes esenciales para el desarrollo de la planta, e impide la producción de frutos de calidad, lo que repercute directamente en la reducción de los rendimientos económicos y pone en riesgo la sostenibilidad del cultivo”, afirma Luisa Fernanda Gil Henao, estudiante de la Maestría en Ingeniería – Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales.
Por su sabor, valor nutritivo y rentabilidad, en los últimos años se ha popularizado en Colombia el cultivo de pimentón. Aunque los principales sembradíos se encuentran en Santander y Antioquia, también se cultiva en zonas de postconflicto como el norte del Valle del Cauca y la región Caribe.
En busca de alternativas para manejar la marchitez, la investigadora ensayó una nueva tecnología que consiste en incorporar bacterias ácido lácticas en los hidrogeles. Tales microorganismos son muy utilizados en la industria alimentaria, no solo por su habilidad para acidificar –y por lo tanto preservar alimentos de las esporas–, sino también por su implicación en la textura, el sabor, olor y el desarrollo de aromas en los alimentos fermentados.
Microorganismos con doble propósito
Los metabolitos liberados por estas bacterias, como los ácidos orgánicos y las bacteriocinas, han demostrado un alto poder antifúngico, es decir que elimina hongos.
“Al mezclarlos con hidrogeles reforzados con nanocelulosa (fibras muy pequeñas y resistentes) de sábila se logra una sinergia que potencia su efectividad, lo que reduce la necesidad de fungicidas y mejora la salud del suelo”.
“Los hidrogeles tienen un doble propósito: cuidar los recursos hídricos y proteger los cultivos de hongos y patógenos. En el caso del pimentón, buscamos que las bacterias inhiban el crecimiento de Fusarium, y que al mismo tiempo le proporcionen nutrientes al suelo”, señala la investigadora.
Y aclara que el estudio sobre la nanocelulosa de sábila utilizada en esta investigación fue desarrollado por el profesor Marcelo Alexander Guancha Chalapud, del Centro Nacional de Asistencia Técnica a la industria (ASTIN) SENA, en colaboración con la UNAL Sede Palmira.
“Este importante aporte complementa la iniciativa, ya que la nanocelulosa mejora significativamente las propiedades de los hidrogeles, aumentando su capacidad de retención de agua y su resistencia mecánica”, precisa.
En el proceso para obtener la nanocelulosa se aprovechan residuos agroindustriales que suelen desecharse, como la cutícula de la sábila, dándoles un segundo uso. Esto no solo reduce el desperdicio, sino que además fortalece el rendimiento del hidrogel en aplicaciones agrícolas. Este desarrollo fue tan importante, que la UNAL Sede Palmira lo patentó.
El proyecto de la estudiante Gil aún se encuentra en la fase de laboratorio, pero los resultados iniciales son prometedores. Se vienen realizando pruebas de antagonismo de las cepas ácido lácticas seleccionadas frente a Fusarium.
Paralelamente se están evaluando las propiedades fisicoquímicas del hidrogel, como su capacidad de retención de agua y su resistencia mecánica, para garantizar su funcionalidad en campo abierto.
“Los estudios confirman que estas bacterias no solo combaten el Fusarium, sino que además promueven un suelo más saludable, lo que mejora la absorción de nutrientes y el crecimiento de las plantas”, destaca la ingeniera química.
Avance en la ciencia de materiales
Este proyecto, alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, refuerza el compromiso de la UNAL con la sostenibilidad y la innovación tecnológica. Y aunque todavía queda camino por recorrer, las expectativas son altas para que esta solución transforme la agricultura en zonas afectadas por el estrés hídrico y los patógenos persistentes.
Los hidrogeles tienen diversas aplicaciones en sectores como la medicina, la agricultura, la industria farmacéutica y la sostenibilidad ambiental. Por ejemplo, por su capacidad hidratante se utilizan en vendajes, lentes de contacto y productos cosméticos; en agricultura, mejoran el uso del agua en cultivos, y en farmacología permiten la liberación controlada de medicamentos, como en los tratamientos para el cáncer de páncreas. Además se aplican en la purificación de aguas y en la producción de envases biodegradables, favoreciendo la sostenibilidad.
La investigación de la estudiante Gil es dirigida por la docente Sneyder Rodríguez Barona, de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la UNAL Sede Manizales. El proyecto forma parte de la “Alianza estratégica para aumentar el nivel de madurez tecnológica de hidrogeles para la agricultura”, que reúne a las Sedes Palmira, Medellín, de La Paz y Manizales de la Institución.
https://agenciadenoticias.unal.edu.co/detalle/novedosos-materiales-antimicrobianos-fortalecerian-cultivos-de-pimenton
