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CULTIVANDO A COLOMBIA PARA LA NANOTECNOLOG¡A
ara la actividad agrícola, el hom
bre ha desarrollado por más
de 10.000 años herramientas,
sistennas, r¡aquinarias y técnicas que
han hecho posible optimizar su pro-
ducciór y 'nantenerl¿ en un camiro
ascendente, a la par del crecimiento
demogÉfico del planeta. Diariamen
te se realizan inmensos esfuerzos
para aumentar la productiv dad de las
cosechas, mejorar al máx mo los re-
cursos naturales utilizados y lograr el
equilibrio entre la oferta y la deman-
da alimenticia. Tanto es así, que, de
acuerdo con un estud o de la Food
and Agriculture Organizatron, FAO
(2003), para el año 2030 el crecr
miento de la producción mundial de
alimentos será mayor que el de la
población, asegurando recursos al -
menticios para la siempre creciente
población mund a.
Sin embargo, esta proyección de-
pende, en forma estrecha, de un
cambio radical del paradigma de pro-
ducción agrkola: pasar de sembmr se
millas a sembrar ciencia y tecnología.
lQué hace tan impoftante este camb o
de pensamiento? Sin duda, la magnitud
del reto: si la producción mundial de
alimentos ha ten do que satisfacer en
los últimos 100 años las necesidades
de 4.500 millones de personas en el
planeta, tan sólo tendá los próximos
30 años para responderle a un au
mento idéntrco en número.
Una respuesta positva a este de
safio y el camblo de pensamiento
comenzó hace 20 años con la inves-
tigación en manipulación genét ca de
plantas para obtener las que hoy se
comercializan como alimentos trans-
génicos, Con estos estudios se han
conseguido cosechas más resistentes
a las plagas, que demandan menos
cuidado y que derrvan en mayores
volúmenes de prcducción. En dos
décad¡ de manipulación genética se
l-an mar-erido las expeoalivas de ir
cremento de la producción agríco1a,
altiempo que ha servido como punto
de apoyo para la v s ón de una nueva
ciencia que marcará un revoluc ona-
rio rumbo: la nanotecnología.
La nanotecnología se refere a los
s stemas diseñados en una escala cer
cana a una milm lonésima de metro,
en cuya creación se exhibe un control
fundamental sobre sus atributos quí-
micos y físicos, que, a su vez, pueden
cofnbinarse para formar estructuras
Fernando Góntez Baquera
con mayores longitudes (Scientifc
American, 2002). Es, en esenc a, la
recro ogía qle habilita la ma^ipu aciór
¿Lómic¿ con la cual diseñar y producir
compuestos, células o materiales con
una estructura atóm ca perfecta. Se
fundamenta en el estudio de las c en-
cias básicas para contro aT os proce-
sos 'ldtuTd es en sJ rivel nrás prim:Livo
y se encuentra un paso adelante de a
man pulación genética debido a que
reduce los b oques mínimos de traba
jo de los genes a los átomos e rntegra
un enfoque activo en la creación y es-
tructuración de los mismos.
Según las nvestigaciones efed¡uadas
por el Deparlamento de Agr cultura
de los Estados Unidos (USDA), e
impacto de la nanotecnología sobre
los sistemas de producción agrícola
puede ser monumenta: en el futuro
los ácidos nucleicos se diseñarán y
producrrán átomo por átomo, per
mitlendo formar los bloques básicos
para componer fibras, membranas y
cualquier otro mater al que crezca en
la naturaleza. La a'qu'ectura alómica
de os materiales naturales afectará la
forma como crecen y se reproducen
las plantas. permrtirá selectvrdad en
la reactvidad de las membranas a c.¡s
agentes externos y a formación de
mejores y más resrstentes fbras na-
turales (United States Deparlment of
Agriculture, USDA, 2003).
Asimismo, para la USDA ha sido
de particular interés el estud o de os
BioiYElYS (Bio ogical lYicroeledtrome-
chanical Systems) producidos con na-
t 4
t a
Fuente: fulteus Nln¡rechnolooies Resemh 2005.
1 Chief Executtve afice¡ Proreirs No¡ote.hno/og¡es !'V"l4rpro¡eusnt con E rroii: inio@proleusnt com
nolecnolo1ía para monitorear la evo-
lución de las siembras, detectar plagas
o enfermedades segundos después de
que aparezcan e inmedlatamente con-
trolarlas, programar el momento exac
to de la recolección y registrar toda la
historia del desarrollo de un alimento
desde su cuhvo halta su consumo.
La detecc ón de patógenos y quí-
micos mediante fos Biol'1EfYS revolu
cionará os sistemas de control y pue-
de d sminu r las pérdidas en cosechas
o en lores de p-oducciór. Tarrbiér
tienen potencial como identifcado
res de radiofrecuencia (RFlDs), útiles
en el contro de inventarios y en la
reducción del tiempo de respuesta
desde e punto de producción hasta
el del consum dor lnal, Esios sistemas
serán biodegradables en su totalidad
y no producirán daño alguno ni al ali
mento ni al consumidor.
Cientiflcos del Georgia Tech Insti-
tute (en Atlanta, EE.UU) investigan
las aplicaciones de la nanotecnología
en los sensores drrbientales esLables,
robustos y personalizados, tendien-
tes a identjflcar. en tiempo real, las
condiciones ambientales a las cua
les elá expuesto un cutivo (Poultry
Tech, Georgia Institute of Technolog/,
2004). Dichos sensoTes se coTnun
can con centros de control de Pro-
ducción por redes inalámbricas para
tomar decisiones acerca de los pro
cesos agrícolas en e momento más
acecu¿do. y con un aunenLo consi-
derable en su sensibilidad se evltarán
a tiempo los efectos dañinos de los
agentes macro y microscópicos.
Pa.ra los procesos de distribución y
abalecimiento se desarrolJarán siSte
mas inteligentes de acompañamrento,
incrustados en cada alimento, que
los mon toreen en forma constanTe
durante el tiempo de drstribuc ón y
¿coplen co'recl vos ante los r ¿mbios
que puedan presentarse por as va
riac ones de temperatura, humedad,
pres ón y a los ambientes hostiles por
agentes contaminantes (United States
Department of Agriculture, USDA,
2003), detectándose, de forma nme-
diata, las pedurbaciones generadas
por factores externos y permitiendo
actuar de maneTa especifica en el
ñr .I r-t^ ,fF.t;.1.1
fu*n pwwffiwe*wa
etr"t;es.&g&6 &w
{N&ffi&gwCr\*g*ffise
ffiw4am Mv*k{wv*{
EJ,tl! tffiwwae
{eK{|üeA V w6e
veYKhgdwff iwff i
euwzemt.e ffiM
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WVeduüküwideú
La ntegración de los s stemas de
prodrcción. moniLoreo. abdsteci
miento y distribución en una sola red
de información es un medio para dls-
parar la productividad y reducir los
codos totales de la producción de
alimentos. Los países con menos Te-
cursos podrían tener así la capacidad
econó"nica para asegLr¿' el suminis-
tro alimenticio básico de su población,
comprometiéndose a crear la infraes
trctu'a 1e(esari¿ parz la dist-buciór
de os mismos, o de aprovechar las
nuevas tecnologías, adaptando sus
campos a los nuevos slfemas ce Pro-
ducción (Drexler et o1.,1991).
E estudio de los procesos funda-
mentales de la biología ce ular dará las
herramientas para entender en detalle
los sistemas reproductivos, los pro-
cesos químicos de tr¿nsformación de
energía, la fis ología animal y vegetal, la
prevención de las enfermedades y la
conversión de desechos o residuos en
energía y subproductos comerc allza-
bies. Conociendo melor estos proce-
sos, se alcanzará un equiibrio entre los
sistemas productvos y la naturaleza.
asegurando que durante el proceso
productivo no se liberen al ambiente
elementos tóxicos, en benefcio de la
calidad de ambiente y de la considera-
ble reducción de la polución actual.
Si bren las perspectivas de os be-
nelicios derivados de a nanotecnolgía
son notables, en no menos de cinco
años se iniciará la comercializac ón de
los primeros productos relacionados
que utilicen el potencial completo de
este nuevo conocimiento (Huang,
2003). Agunas de las nuevas técnicas
estudiadas por USDA y por cornpa
ñías privadas, como lYonsanto, se
aplican hoy en la creación de semrllas
transgénicas y se espera que eleven la
productivdad de las mismas de ma-
nera conslderable.
En la actualidad se encuentran pro-
dudros que, a partir del conoc miento
basico adqu rido en nanotecnología,
poseen cualidades excepcionales fren
te a os antes existentes. Aunque muy
pocos se'etaciorar cor la oroducción
agrícola, dejan entrever un cambio
radica y un vertiginoso aumento en
la eflciencia y produciividad. Elem-
plos de estos productos son palosde golf 124/o más residentes. cremas
antiarrugas con un 807o de efectrvr-
dad y vestimentas impermeables a
las manchas y res stentes a las arru-
gas (Paul , 2004),
Dada la magniLud de la revo ución
tecnológica, es imperativo el compro-
miso de los gobiernos y las empresas
privadas de nvedr en programas
relacionados. Estados Unidos ha lide
rado la nversión en nanotecnología
con más de 3.160 mi l lones de dóla
res en los últ mos 4 años, seguido por
los países asiáticos, quienes, desde e
año 2003, incluyeron presupuestos
de rvest gación en 'ranolecnología.
Los países europeos ( os iderados en
especial por Alemania) también han
ncrementado su invers ón en nano-
18
tecnología pasando de 300 millones
de dólares en el 2002 a 1,300 en el
2004 (Lux Research Inc, 2004). En la
Tablal se resune el esquenra de in-
versión mundial en nanotecnologÍa,
Colombia se encuentra hoy en una
posrción privileg ada para aprovechar
el auge de las investigaciones er bio-
tecnología y nanotecnología, PUes
posee en su área territorial e 147o
de a brodiversidad de todo e p ane-
ta, lo cual la convieite en uno de los
campos experimentales más fecun-
dos para la inveligación en bio ogía
molecular en el mundo. Su diversicao
biológica puede aprovecharse para
desa'rolla. enzimas especÍfcas o sin
tetizar sustancias medicnales; la va
riedad de sus zonas climátcas, en un
territor o relativamente pequeño, es
ideal para cultvar alimerLos transgé
nicos y la multiplicidad biológica que a
caracteriza facilita las pruebas de evo
luclón de los organismos dervados
en el laborator o y maximiza el cono-
crmiento de las ,rteracciores biológi
cas con las moléculas fabricadas.
En el país todavía es notorio el
desaprovechamiento de estas condi-
ciones favor¿bles, aun cuando no se
ha pernranecido del todo irerte a la
mencionad¿ revol¡crón tecnológica.
Los desarrollos de varedades trans
génicas sobre todo del café y de al
godón, junto con otros proyectos
simila'es apoyados po- reconocidas
instituciones naciona es, como Col-
ciencias, Corpoica y Corpodib, entre
Fuentes: hnce¡ Nonolechnology'Gong snoll for big odvmtes.
Ntl0llt. llichoel Sinpnn, lok Ridge Notíonol khont\ry. lfi¡cns)ff htp\tlfon.
otras, ejemplifcan los pasos iniciales
de invest gaciones fundamentales en
genética y biología molecular
lanrbiér ex ster casos enpresaria-
les exitosos como el de Corpogen,
una entidad que desde hace nueve
años investiga en biotecnología y ha
desarrollado el diagnóstico por PCR,
kits de detección de virus especÍÉi-
cos y de aislamiento y extracción de
ácicos ruc ercos. Fstas e'per ercias
deben actuar como cata izadoras de
nuevas rnveslgac ones que exP oren
los campos más ¿vanz¿dos de la bio
logía mo ecular y generen productos
tecnológrcos de gran demanda.
Pero, pese a los mencionados
casos exitosos de desarrollos nves-
tigativos, en Co ombia la inversión
en la loLecno ogía y botecnologa
es pobre en extremo, pues hasta
el año 2005 e l p 'esupJesto n¿cio
nal no había aportado Tecursos para
estos fnes, cuando, por convoca-
ro ' i¿ de.os Cenrros de Excelencia,
se as ignó la suma de 3.4 ml l lones
de dól¿res, pa-a cinco años. a est¿s
dos áreas específicas (Co cienc as,
s .d. ) , o cual s igr i f ica ura invers iór
de menos de un mi l lón de dóla
res anuales, es dec r , menos de un
0,0097o de la nvers ión mundia l .
Como se observa, el país requiere
u- c¿mbro 'adic¿l en la concepciór
de la invers ión en c iencia y tecnolo-
g a qr,e debe ser promovido Por el
gobierno e mplementado en parti-
cular por la industria privada,
El porvenir, expresado en términos
de nanotecnología, parece prever, por
fln, la anhelada congruencia entre la
natura eza y las necesidades de super-
vivenc a del hombre. Hace imaginar
un mundo en e cual éste no destru-
ya su planeta, conserye su ¡ntegridad
y lo ayude a manteneTse produciivo
y próspero, aunque todavía quepan
muchas dudas acerca de cómo lograr
todos estos objetivos, pues si bien es
cierto que hoy la manrpulación atóni- 19
460k
360/o
1701o
l0k
ó50
40
35Vo
35%
280/0
20k
4ó33
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Asio
lotol
I .ó00 1.700
1.ó00 1.400
Europo 1.300
Resto del mundo 133
l00o/o
i Funte: The Nonotech Repoú 2004. Lux Resetnh lnc. 2004.
3790 100%
ffi,
}vt- ' . , :,.
ca es posible, todavía es largo el reco
rrido que debe transitarse para ilegar
a formar sistemas macroscópicos que
conseryen lx mismas propiedades
que los microscópicos.
En el corto plazo, la investigación
y el desarrollo de s lemas autoen-
samblantes dictaminará e verdadero
potencra de la nanotecnología como
motor de futuro agrícola mundral.
Para poder ¿prox -rr¿rse a esfos sis-
temas es preciso estudiar minuciosa-
mente la naturaleza y su capacidad de
reproduc r organ smos, de hacerlos
crecer y desarrollarlos con éxito en
amb entes de gran variabilidad.
El parad gma antiguo ya está roto;
queda entonces el deber de prose-
guir el camino de la ciencia, de la
tecnología y de la creacón del co-
nocim ento. lYediante la nanotecno-
ogía se buscará asegurar la prospe
ridad Ce la agricultura mundial y por
consigu ente, la prosperidad del ser
humano. Só o e l t iempo d i rá s i en e l
proceso de cultivar nanotecnología,
las deas se conv dieron en rea ida
des o si las expectativas de progreso
> u P c , d u , ,
?)!:: i 'x',: tr ¡ ' ., :. ; .., ' i : ; : ' t r ' t.-.. l ,.t l . :, i : )..
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	REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS