Los nanomateriales son partículas pequeñas entre 1 y 100 nanómetros (unidad de medida que equivale a una mil-millonésimas de metro), que a simple vista no se pueden ver. Estos nanomateriales pueden ser metálicos, como el hierro, cobre y zinc, también pueden ser no metálicos, como los nanomateriales de carbono y nanopartículas a base de quitosán. Lo interesante de estos materiales es que a estas dimensiones tienen propiedades distintas a la forma en que comúnmente se han aplicado, y al ser de tamaño reducido se aumenta el área superficial y esta característica le otorga mayor espacio para interactuar con otros átomos y moléculas.

1. Revista - Divulgación de Ciencia y Educación
Enero – Abril 2024, Vol. 2, No. 1
33
Nanomateriales: Interrogantes en la agricultura
Magín González-Moscoso,1
Juan Carlos Caballero-Salinas,2
Yolanda González-García 3
¿Qué son los nanomateriales?
Los nanomateriales son partículas pequeñas entre
1 y 100 nanómetros (unidad de medida que equivale
a una mil-millonésimas de metro), que a simple vista
no se pueden ver. Estos nanomateriales pueden ser
metálicos, como el hierro, cobre y zinc, también
pueden ser no metálicos, como los nanomateriales
de carbono y nanopartículas a base de quitosán
(Figura 1). Lo interesante de estos materiales es que
a estas dimensiones tienen propiedades distintas a
la forma en que comúnmente se han aplicado, y al
ser de tamaño reducido se aumenta el área
superficial y esta característica le otorga mayor
espacio para interactuar con otros átomos y
moléculas.
Figura 1. Nanomateriales: tamaño y tipos más
comunes. Ilustraciones obtenidas de:
https://www.iconfinder.com/.
¿Son importantes los nanomateriales?
Los nanomateriales se usan en diferentes áreas de
las ciencias como la electrónica, medio ambiente,
energía, alimentos y medicina. En el caso de la
medicina utiliza los nanomateriales para
suministrar fármacos y con fines de diagnóstico en
terapias contra el cáncer y otras enfermedades. En
la actualidad la aplicación de “nanomateriales” en
la agricultura está siendo muy promovida con la
utilización de nanofertilizantes, nanopesticidas,
nanosensores y como recubrimiento en alimentos.
Los resultados reportados de investigaciones
científicas muestran aumentos en los
rendimientos, mayor cantidad de antioxidantes,
aumento en la capacidad fotosintética y
estimulación de los mecanismos de defensa.
El desarrollo de nuevas tecnologías con
nanomateriales es necesario, para lograr una
agricultura sostenible, obtener alimentos con alta
calidad y aumentar su resistencia a los efectos del
clima.
Estrés en la agricultura: ¿los
nanomateriales son potenciadores?
En todo el mundo hay serios problemas que limitan
la producción de alimentos, debido al estrés
biótico (causado por un organismo vivo, ejemplo:
bacterias y hongos) y estrés abiótico (ocasionado
por factores no vivos, ejemplo: metales pesados y
temperatura). Quizás hemos escuchado hablar de
los metales pesados que se definen como
elementos metálicos de alta densidad (superior a 4
g/cm3) y son sumamente tóxicos incluso en bajas
concentraciones. Estos pueden limitar la
producción de alimentos. Te preguntarás ¿cómo un
metal pesado puede limitar la producción de un
cultivo?, la respuesta es simple estos metales son
tóxicos para las plantas cuando rebasan el límite
máximo permisible tanto en suelo como en agua,
por ejemplo, el arsénico en suelo por arriba de los
22 mg/kg (unidad que expresa la concentración de
sustancias o elementos en cada kilogramo de peso)
se le considera contaminado y pueden provocar
muchos efectos negativos y generar un riesgo en la
cadena alimentaria. Las plagas y enfermedades
son otros factores que limitan en gran medida la
producción de cultivos. En la actualidad, la
aplicación de nanomateriales en plantas
cultivadas bajo una condición de estrés tanto
biótico como abiótico ha dado resultados
favorables. Uno de los efectos más reportados de
la aplicación de diferentes nanomateriales en
cultivos bajo estrés, es el incremento de la actividad
antioxidante tanto enzimática como no enzimática
(la actividad enzimática: es la capacidad de las
enzimas de catalizar reacciones químicas). Además,
regulan y mejoran varios procesos fisiológicos de
las plantas. La aplicación de nanomateriales puede
reducir la translocación de metales pesados a las

2. Revista - Divulgación de Ciencia y Educación
Enero – Abril 2024, Vol. 2, No. 1
34
partes aéreas y comestibles de las plantas, y
regular positivamente el desarrollo del cultivo. Sin
duda, la aplicación de nanomateriales es una
alternativa viable para enfrentar los problemas
generados por el estrés biótico y abiótico.
Nanomateriales: ¿son tóxicos?
La respuesta de las plantas a la aplicación de
nanomateriales dependerá por lo general; del tipo,
la dosis, la forma de aplicación y la especie vegetal.
De acuerdo con lo anterior, se pueden generar dos
fenómenos: 1) estimulación (promoción de los
procesos fisiológicos para mejorar su
productividad) y 2) toxicidad (capacidad de una
sustancia para producir daños en sistemas
biológicos). Estos nanomateriales han dado
resultados positivos cuando se aplican en dosis
bajas (generalmente, de 50 mg/L o inferiores), sin
embargo, también se ha reportado que pueden ser
tóxicos si se eleva la concentración y en lugar de
generar una mayor productividad en nuestros
cultivos pueden perjudicarlos. Asimismo, es
importante mencionar que, en la actualidad, el
tema de los nanomateriales se encuentra en fase
de estudios científicos.
¿La agronanotecnología aumenta la
calidad?
La aplicación de nanomateriales tiene el potencial
de influir positivamente en procesos claves de la
vida de las plantas como la germinación de
semillas, el crecimiento de plántulas, generación
de raíces, fotosíntesis, floración y fructificación,
incrementando tanto el rendimiento como la
calidad de los cultivos. Por ejemplo, los
nanomateriales pueden mejorar la captación,
movimiento y acumulación de nutrientes dentro del
sistema de la planta impactando positivamente en
el crecimiento, rendimiento y calidad del órgano de
consumo (hoja, tallo, flor, fruto). Además, tienen la
capacidad de estimular la producción de
antioxidantes como el licopeno (poderoso
antioxidante que se encuentra en muchas frutas, el
ejemplo más representativo es el tomate, el color
rojo es por el licopeno), compuestos fenólicos
(poderoso antioxidante con beneficios
nutricionales y puede prevenir algunas
enfermedades), flavonoides (compuestos
antioxidantes que se encuentran en frutas y
verduras que consumimos), y carotenoides
(antioxidantes y pigmentos naturales de las
plantas) a través de la modificación del
metabolismo secundario de la planta, mejorando
así la calidad nutracéutica de los cultivos, además
de la calidad organoléptica, es decir su sabor,
color, textura, aroma y además incrementar la
calidad postcosecha. En la figura 2, se observa que
la aplicación de nanopartículas sobre el suelo
tiene efectos positivos en los contenidos de
clorofilas, flavonoides y licopeno en todos los
racimos de las plantas de tomate.
Figura 2. Aplicación de nanopartículas en plantas
de tomate y su efecto positivo en los compuestos
antioxidantes y clorofilas.
Finalmente, sabemos que el cambio climático
amenaza el bienestar humano y la seguridad
alimentaria. Por lo tanto, la importancia del uso de
tecnologías como los nanomateriales para el
desarrollo de una agricultura más rentable que
pueda ayudar a disminuir el uso de agrotóxicos y
fertilizantes. Sin embargo, debemos tener un mejor
conocimiento sobre la estabilidad, seguridad y
toxicidad de los nanomateriales antes de aplicarlos
en volumen, para evitar riesgos e impactos
negativos en el medio ambiente y los seres
humanos.
Palabras clave: nanotecnología; nanopartículas;
estrés biótico y abiótico; calidad de alimentos.

3. Revista - Divulgación de Ciencia y Educación
Enero – Abril 2024, Vol. 2, No. 1
35
1 Magín González Moscoso: Doctor en Ciencias,
Candidato a Investigador Nacional, adscrito al
Departamento de Nanotecnología de la
Universidad Politécnica de Chiapas.
Contacto: magingonmos@gmail.com
2
Juan Carlos Caballero-Salinas: Doctor en
Estudios Regionales, Candidato a Investigador
Nacional, profesor investigador en la Universidad
Autónoma Agraria Antonio Narro, Centro
Académico Regional Chiapas.
Contacto: jccs.uaaan@gmail.com
3 Yolanda González García: Doctora en Ciencias,
Nivel I en el Sistema Nacional de Investigadores, es
investigadora adscrita al Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias. La
Paz, Baja California Sur.
Contacto: yolanda_glezg@hotmail.com
Lecturas recomendadas
González-Moscoso, M., Juárez-Maldonado, A.,
Cadenas-Pliego, G., Meza-Figueroa, D., SenGupta,
B., & Martínez-Villegas, N. (2022). Silicon
nanoparticles decrease arsenic translocation
and mitigate phytotoxicity in tomato plants.
Environmental Science and Pollution Research,
29, 34147-34163.
López-Vargas, E. R., Pérez-Álvarez, M., Cadenas-
Pliego, G., Hernández-Fuentes, A.D., & Juárez-
Maldonado, A. (2021). El Tratamiento de Semillas
Con Nanomateriales de Carbono Impacta En El
Crecimiento y Absorción de Nutrientes En
Tomate Bajo Estrés Salino. Revista Bio Ciencias, 8,
1–21.
Rodríguez-González, V., & Díaz-Cervantes, E. (2023).
Potencial de los nanomateriales en la agricultura:
retos y oportunidades. Mundo Nano. Revista
Interdisciplinaria en Nanociencias y
Nanotecnología, 17(32), 1-20.
Recibido: febrero 15 de 2024
Aceptado: abril 03 de 2024
Publicado: mayo 10 de 2024