La nanoformulación prolonga la acción del lufenurón contra las orugas.

Investigadores brasileños han desarrollado una nanoformulación de lufenurón con liberación controlada y una eficiencia de encapsulación superior al 99%. El sistema utiliza nanopartículas de policaprolactona, un polímero biodegradable conocido por su estabilidad y lenta degradación. En las pruebas, la tecnología prolongó la liberación del insecticida y mantuvo el control de Rachiplusia nu (DOI 10.1016/j.plana.2026.100250).

La investigación evaluó las propiedades fisicoquímicas de la formulación, la cinética de liberación del ingrediente activo y la actividad biológica en una dieta artificial y en condiciones de semicampo.

El lufenurón actúa como regulador del crecimiento de insectos e inhibe la síntesis de quitina. El ingrediente activo tiene baja solubilidad en agua, lo que afecta su distribución en los sistemas biológicos y el medio ambiente. La nanoencapsulación busca proteger el compuesto, controlar su liberación y aumentar la eficacia de la dosis aplicada.

Los investigadores produjeron las nanopartículas mediante nanoprecipitación. La formulación contenía policaprolactona, lufenurón y componentes utilizados en la formación y estabilización de las nanocápsulas. El sistema final contenía un miligramo de lufenurón por mililitro. En las pruebas preliminares, concentraciones más altas mostraron precipitación del ingrediente activo.

Las partículas que contenían lufenurón mostraron un diámetro promedio de 264 nanómetros mediante dispersión dinámica de luz. El análisis de seguimiento de nanopartículas indicó un diámetro de 205 nanómetros. La microscopía de fuerza atómica identificó estructuras esféricas y uniformes sin poros aparentes, con un diámetro promedio de 94 nanómetros después del secado de la muestra.

Eficiencia de encapsulación

La eficiencia de encapsulación superó el 99 % y se mantuvo estable durante todo el período analizado. El tamaño, el potencial zeta, el índice de polidispersidad y el pH mostraron pocos cambios durante los 90 días de almacenamiento a 25 grados Celsius. El índice de polidispersidad se mantuvo por debajo de 0,2, resultado asociado a la uniformidad y estabilidad del sistema.

La nanoformulación redujo la velocidad de liberación de lufenurón. Tras una hora y 30 minutos, el compuesto sin encapsular había liberado el 33,21 % del principio activo. En el mismo periodo, las nanopartículas liberaron el 6,71 %. Esto representa una liberación aproximadamente cinco veces menor.

El análisis matemático indicó un predominio de la erosión de la cadena polimérica en el proceso. En este mecanismo, la degradación de la policaprolactona regula la liberación de lufenurón. La difusión del principio activo a través de la matriz también puede influir en el proceso.

Pruebas biológicas

En las pruebas biológicas se utilizaron orugas de Rachiplusia nu. Esta especie provoca la defoliación de la soja y puede presentar diferente tolerancia a los insecticidas. Los investigadores realizaron dos ensayos independientes con una dieta artificial.

En la primera evaluación, la dosis de 7,5 gramos del producto y la misma cantidad de ingrediente activo en la nanoformulación causaron una mortalidad del 100%. Las dosis nanoencapsuladas de 1,5 gramos y 0,75 gramos alcanzaron el 99% y el 96%, respectivamente.

El segundo ensayo mostró mayor variabilidad. La formulación comercial y la nanoformulación a una dosis de 7,5 gramos mantuvieron una mortalidad superior al 96%. La dosis nanoencapsulada de 0,75 gramos alcanzó el 72%. Los controles sin lufenurón registraron una mortalidad de entre el 8% y el 9%.

Tratamiento en plantas

El equipo también evaluó el tratamiento en plantas de soja de la variedad BMX Valente, en la etapa R5.5. La aplicación se realizó en parcelas de 25 metros cuadrados, con un volumen de pulverización de 100 litros por hectárea y una presión de 2,1 bares. Una hora después, los científicos recolectaron hojas del tercio superior y ofrecieron el material a orugas en el laboratorio.

En el primer ensayo semicampo, el producto comercial a dosis completa causó una mortalidad del 84%. La nanoformulación alcanzó el 76%. Al reducir la dosis nanoencapsulada a 1,5 gramos y 0,75 gramos, la mortalidad disminuyó al 41% y al 16%.

En el segundo ensayo, el lufenurón comercial y la nanoformulación, a la dosis completa, lograron una mortalidad del 92 % y del 93 %, respectivamente. Dosis menores de la formulación nanoencapsulada resultaron en una mortalidad del 52 % y del 22 %. Los datos muestran un rendimiento similar entre las formulaciones a la dosis recomendada, pero también indican una pérdida de control tras reducciones más pronunciadas en condiciones de campo cercano.

Laboratorio y semicampo

Los investigadores atribuyen parte de esta diferencia entre las condiciones de laboratorio y las de campo a las interacciones entre la planta, el insecto, el insecticida y el medio ambiente. La temperatura, la humedad, la radiación ultravioleta, el pH y las características de la superficie de las hojas pueden alterar la estabilidad y la disponibilidad del ingrediente activo.

El estudio señala el potencial de la nanoencapsulación en estrategias de control de plagas y agricultura de precisión. Esta tecnología puede aumentar la estabilidad del lufenurón y ofrecer una liberación sostenida. Sin embargo, para definir dosis más bajas se requieren experimentos adicionales en diferentes condiciones agronómicas.

La investigación también reconoce sus limitaciones. Los ensayos de liberación abarcaron un período corto. La mayoría de las evaluaciones se realizaron en un entorno controlado. Los científicos recomiendan realizar estudios en diversos entornos, un seguimiento prolongado de la liberación y análisis de seguridad para organismos no objetivo, suelo y agua.

El trabajo reunió a los científicos Marcos Lenz, Matheus Mota Lanzarin, Leonardo Marques de Almeida Mariano, Manoel Peres Zinelli, Jhones Luiz de Oliveira, Leonardo Fernandes Fraceto y Adriano Arrué Melo, afiliados a la Universidad Federal de Santa María, a la Universidad Estadual Paulista y al Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología en Nanotecnología para la Agricultura Sostenible (INCT NanoAgro).