Líderes de I+D de Bayer, Corteva, Rovensa y otras empresas comparten avances en la ciencia de la formulación (Parte 1)
12 de junio de 2025 Si está buscando las últimas actualizaciones sobre nuevas formulaciones e I+D, el AgriBusiness Global ¡En directo! Seminario web sobre nuevas formulaciones presenta una gran discusión que cubre las nuevas formulaciones que ingresan al mercado para la protección de cultivos, productos biológicos y adyuvantes/inertes.
AgriBusiness Global pregunta Shaun Selness, Jefe de Ciencias Analíticas, Moléculas Pequeñas para Bayer Crop Science; Ashish Batra, Vicepresidente de Investigación y Desarrollo en Salud de Cultivos para Corteva; Sara Monteiro, Jefe de I+D Global de Biocontrol y Adyuvantes para Rovensa Next; Josué Colmer, Fundador y CEO de Secuencia de rasgos; y Lesley A. Schmid, Gerente de Cuentas Globales, Agro para Evonik Preguntas de la audiencia del seminario web.
ABG: ¿Existe alguna posibilidad y estudio para la mezcla de biológicos e ingredientes activos (IA), donde los IA no dañen al biológico pero sean efectivos sobre las plagas objetivo?
Shaun Selness
Shaun Selness (SS): Coformulamos y combinamos moléculas sintéticas y biológicas cuando resulta conveniente, y varios de estos productos ya están disponibles para los agricultores. Lanzado el año pasado, el tratamiento de semillas Acceleron N-314 ofrece protección contra nematodos y promueve el volumen radicular del maíz mediante la combinación de fluopiram y Votivo; este último contiene bacterias vivas que colonizan los sistemas radiculares y proporcionan una barrera biológica para ayudar a proteger contra los nematodos parásitos.
En la soja, Acceleron Standard incluye biomejoradores que protegen contra el estrés de nutrientes y humedad, mientras que los componentes sintéticos del tratamiento de semillas defienden contra amenazas como nematodos, insectos y enfermedades.
Lesley Schmid
Lesley Schmid (LS): Evonik está iniciando este año un ensayo de campo para evaluar la combinación de ingredientes activos convencionales y biológicos seleccionados. En nuestras pruebas de laboratorio, hemos observado que algunos activos biológicos fúngicos sobreviven en nuestra formulación sin agua, incluso con fungicidas químicos.
Ya existen indicios, obtenidos a partir de ensayos de invernadero y de un ensayo de campo, de que la combinación de ingredientes activos puede generar efectos sinérgicos, y podría ser posible reducir la dosis de tratamiento del ingrediente activo químico. Sin embargo, existen muchos inhibidores de la aromatasa (IA) y probarlos todos no sería práctico.
ABG: ¿Cuál es el estado actual de la inteligencia artificial (IA) en el diseño de formulaciones?
Josué Colmer
Joshua Colmer (JC): La IA es muy prometedora en el diseño de formulaciones, pero su impacto dependerá en última instancia del acceso a conjuntos de datos amplios, bien estructurados y de alta calidad. Si las propiedades físico-químicas de los ingredientes activos, adyuvantes y disolventes pueden codificarse de forma fiable en un formato tabular estructurado, los métodos clásicos de aprendizaje automático, como las máquinas de refuerzo de gradiente, podrían ser muy eficaces para predecir propiedades clave de las formulaciones, como la absorción y la compatibilidad.
Estos modelos podrían mejorarse aún más incorporando información de modelos de lenguaje extenso (LLM) basados en literatura científica relevante. Este enfoque híbrido combina la predicción numérica precisa a partir de datos estructurados de propiedades físico-químicas con la comprensión contextual derivada de investigaciones publicadas. En conjunto, estos sistemas podrían proporcionar recomendaciones personalizadas sobre tipos de formulación y combinaciones de adyuvantes, basadas en el contexto biológico y químico del cultivo, la maleza o la plaga objetivo.
ABG: ¿Cómo entrena TraitSeq los modelos para hacer mejores recomendaciones que los métodos tradicionales?
JC: En TraitSeq, entrenamos modelos de IA con conjuntos de datos de expresión génica multiambiental directamente vinculados a resultados fenotípicos. Esto nos permite identificar las firmas moleculares que subyacen a características complejas como la eficiencia en el uso del nitrógeno (EUN), el rendimiento o la resiliencia al estrés.
A diferencia del fenotipado convencional, que se basa en rasgos visibles o medibles que suelen evaluarse en etapas avanzadas del desarrollo, nuestros modelos detectan patrones de expresión génica en etapas tempranas que predicen un mejor rendimiento. Por ejemplo, un ensayo de nitrógeno es costoso, requiere mucho tiempo y se ve influenciado por la variabilidad ambiental. Los modelos de TraitSeq pueden identificar marcadores de expresión génica asociados con una mayor EUN a partir de una sola muestra de tejido foliar de la planta. Este enfoque también permite identificar marcadores que capturan procesos biológicos subyacentes invisibles al fenotipado, como la modulación del metabolismo celular o la mejora del transporte de azúcares y nutrientes.
Esto permite a las empresas evaluar a los candidatos con mayor eficiencia y confianza, seleccionando a los que tienen más probabilidades de éxito antes de comprometerse con costosos ensayos clínicos. Nuestros modelos no solo predicen qué candidatos tendrán un buen desempeño, sino que también explican por qué, ofreciendo una potente combinación de precisión predictiva y conocimiento biológico.
TraitSeq ofrece un cambio radical en precisión, velocidad y conocimiento biológico en comparación con los enfoques basados únicamente en el fenotipo.
ABG: ¿Qué ideas puede aportarnos para diseñar formulaciones que combatan la deriva y la volatilidad?
LS: La deriva y la volatilidad pueden verse afectadas por la viscosidad de la formulación y el tamaño de partícula de las gotas. Se pueden utilizar adyuvantes para influir en ambos criterios. Los adyuvantes también pueden favorecer la adhesión y ralentizar la velocidad de evaporación.
Sara Monteiro
Sara Monteiro (SM): El diseño de formulaciones para combatir la deriva y la volatilidad requiere un enfoque multifacético que integre la química, la ciencia de la formulación y la tecnología de aplicación.
Si el ingrediente activo presenta una alta presión de vapor, lo que significa que se volatiliza fácilmente, se deben seleccionar estrategias de liberación controlada. Por ejemplo, la microencapsulación ayudará a reducir la volatilización, pero no será de gran ayuda para la reducción de la deriva. La mejor opción para reducir ambos problemas son las formulaciones en gel o emulsiones invertidas.
Además, se deben utilizar coformulantes funcionales que se dirijan específicamente a la supresión de la volatilización, como inhibidores, y para la reducción de la deriva, como polímeros o emulsionantes invertidos para crear gotas grandes y densas. Finalmente, también debe considerarse la selección de las tecnologías de aplicación adecuadas. Por ejemplo, se recomienda encarecidamente el uso de boquillas de baja deriva.
ABG: ¿Cuál es su opinión sobre las estrategias de encapsulación para la formulación? ¿Dificultan los procesos de registro?
LS: Actualmente no ofrecemos productos para encapsulación. Según nuestra limitada experiencia, y especialmente en Europa, es fundamental considerar las encapsulaciones sin microplásticos para fines de registro.
SM: De hecho, las estrategias de encapsulación en formulaciones agroquímicas ofrecen beneficios significativos pero también introducen complejidades, especialmente en el proceso de registro regulatorio.
La encapsulación (especialmente la micro y la nanoencapsulación) reduce significativamente la pérdida de vapor de los principios activos volátiles y permite una administración sostenida de los mismos, reduciendo la necesidad de aplicaciones frecuentes y minimizando el impacto ambiental. Sin embargo, el tipo de sistema utilizado, como los polímeros sintéticos, puede persistir en el medio ambiente. La UE y otras regiones están avanzando hacia la prohibición de los microplásticos, lo que afecta directamente a las formulaciones de suspensiones de cápsulas (CS) y tratamientos de semillas. Por lo tanto, la selección de polímeros de origen biológico es clave para abordar estas preocupaciones. Además, la encapsulación también añade un nivel adicional de complejidad a la caracterización de los productos, lo que puede conllevar plazos de aprobación más largos o requisitos de datos adicionales.
La encapsulación ofrece claras ventajas en las formulaciones agrícolas, pero complica el proceso de registro. Las empresas deben invertir en una caracterización robusta, pruebas de seguridad y mantenerse a la vanguardia de las tendencias regulatorias, especialmente en materia de sostenibilidad ambiental.
ABG: ¿Existe la posibilidad de alternar metodologías de aplicación para coaplicar microbios y productos químicos tradicionales, como por ejemplo una jardinera?
LS: La capacidad de combinar ingredientes activos químicos y biológicos depende en gran medida de la estabilidad física de ambos productos y de la sensibilidad de la viabilidad microbiana. Algunos productos pueden aplicarse juntos sin afectar su rendimiento. Si un microbio es muy sensible, podrían requerirse metodologías alternativas, pero estas serán específicas para el tipo de organismo y formulación. La compatibilidad de la mezcla de tanque debe comprobarse caso por caso.
SM: Existe un creciente interés en metodologías de aplicación alternativas, como los tratamientos en jardineras, para la aplicación conjunta de productos microbianos y agroquímicos tradicionales. Este enfoque está cobrando impulso gracias a su potencial para mejorar la eficacia mediante efectos sinérgicos, reducir el impacto ambiental y simplificar la logística para los agricultores.
En cuanto a los métodos de aplicación, los tratamientos en maceteros son un buen ejemplo, ya que tanto microbios como productos químicos se aplican directamente en el surco o zanja de siembra durante la siembra. Este método garantiza una proximidad a la zona radicular, lo que mejora la colonización microbiana y la disponibilidad de nutrientes. Otros métodos potenciales son el recubrimiento de semillas y los sistemas de riego por goteo, que suministran microbios y fertilizantes solubles a través de las líneas de riego.
La encapsulación de microbios se utiliza para protegerlos durante la aplicación conjunta con fertilizantes o pesticidas.
ABG: ¿Cómo se reduce la actividad del agua en las formulaciones biológicas líquidas?
LS: A través de múltiples enlaces de hidrógeno podemos coordinar hasta 1-2 % de agua con nuestros productos BREAK-THRU BP.
SM: Reducir la actividad del agua en formulaciones biológicas líquidas es crucial para mejorar la vida útil y la estabilidad microbiana. Algunas estrategias incluyen el uso de humectantes que reducen la actividad del agua sin eliminar completamente el contenido de agua. Ejemplos comunes son el glicerol o los azúcares (p. ej., trehalosa, sacarosa), que se utilizan a menudo en formulaciones microbianas para estabilizar las células durante el almacenamiento. La adición de sales como el cloruro de sodio o el cloruro de potasio puede reducir la actividad del agua mediante la creación de presión osmótica. Otras tecnologías, como la encapsulación en vehículos o emulsiones oleosas, también pueden reducir la actividad del agua efectiva.
Sin embargo, una de las mejores estrategias es utilizar sistemas a base de aceite o emulsiones, reemplazando el agua con portadores a base de aceite (por ejemplo, aceite mineral, aceite vegetal) o utilizando emulsiones de agua en aceite pueden reducir significativamente la actividad del agua mientras mantienen la fluidez.
ABG: ¿Podría confirmar cómo conservar intactas las esporas microbianas en una formulación líquida o en polvo durante una vida útil de dos años?
LS: Hemos visto el mayor éxito al limitar la actividad del agua de la formulación.
SM: Para conservar las esporas microbianas en formulaciones líquidas o en polvo durante una vida útil de hasta dos años, se deben implementar cuidadosamente varias estrategias, dependiendo del tipo de formulación y la especie microbiana involucrada.
Las formulaciones en polvo suelen ser más estables y se prefieren para el almacenamiento a largo plazo. En este caso, las estrategias clave se centran en el control de la actividad del agua, que debe ser <0,2 para inhibir la degradación microbiana y la actividad enzimática mediante el uso de desecantes o envases con barrera de humedad para mantener una aw baja. El uso de protectores y soportes inertes como el caolín o el lignito es fundamental para garantizar la distribución y la estabilidad.
Las formulaciones líquidas son más desafiantes debido a la mayor actividad del agua, pero se pueden estabilizar con las técnicas adecuadas, como el uso de fluidos portadores de baja actividad del agua, por ejemplo, reemplazar el agua con solventes de baja actividad del agua como glicerol, propilenglicol o polietilenglicol, usar osmoprotectores y conservantes que no dañen las esporas pero eviten la contaminación y/o utilizar tecnologías como la encapsulación en emulsiones a base de aceite o polímeros biodegradables para aislarlos del agua y el oxígeno.
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