Grace Yuan
“En cuanto a la innovación en tecnología de formulación, la competencia esencial de una empresa agroquímica debería incluir las siguientes estrategias y objetivos: 1) desarrollar nuevas moléculas plaguicidas, 2) descubrir nuevos bioplaguicidas, 3) diseñar formulaciones de ingredientes activos (IA) individuales o combinados (tanto nuevos como genéricos) con la ayuda de coformulantes eficaces y seguros, y 4) fabricar las formulaciones resultantes de forma segura y rentable, que sean entregables y eficaces para los agricultores», declaró el Dr. Roy C. Chen, antiguo líder del equipo de formulación de ADAMA US, en una reciente entrevista con AgroPages.
También compartió sus puntos de vista sobre las tendencias futuras de las nuevas tecnologías de formulación y aplicación, los retos regulatorios y de I+D que afectan a la innovación y el desarrollo de formulaciones, así como las competencias esenciales para impulsar la innovación tecnológica en formulación.
P1. ¿Qué nuevas tecnologías de formulación y aplicación se necesitan para satisfacer las necesidades de los agricultores en los próximos 5-10 años en las distintas regiones del mundo?
En los próximos 5 a 10 años, la población mundial exigirá una producción de cultivos alimentarios más segura y fiable, en cantidad y calidad, al tiempo que se adapta al cambio climático y a la reducción de tierras cultivables. El futuro del desarrollo tecnológico de formulaciones para las empresas agroquímicas se centrará no solo en desarrollar nuevas moléculas de IA por parte de las empresas de I+D, sino también en IA combinados, las llamadas formulaciones híbridas, en la mayoría de las empresas genéricas. Esta última dirección responde a la necesidad de diferenciarse en los mercados locales y mundiales. Además, existe el deseo de ser respetuosos con el medio ambiente, manteniendo aplicaciones seguras y eficientes y rompiendo la resistencia de las malas hierbas, como la del glifosato y las triazinas, entre otras. La tecnología de formulación podría formar parte de un enfoque integrado que incluya máquinas desherbadoras y rotación de cultivos junto con nuevas formulaciones agrícolas. ¿Y qué tal usar formulaciones combinadas químicas/biológicas para luchar contra la resistencia? Por ejemplo, se podrían usar ciertas esporas fúngicas en la formulación. Los principales retos de formulación residen en gestionar mezclas de formulación cada vez más complejas, y también los coformulantes necesarios para lograrlo. Estos suelen incluir nuevos coformulantes funcionales, disolventes verdes, bioestimulantes y otros adyuvantes relacionados.
P2. ¿Cuáles son los retos regulatorios que afectarán a las formulaciones futuras? ¿Podría compartir algunos casos concretos de cómo una empresa agroquímica desarrolla formulaciones adaptadas a las distintas regiones del mundo?
Como las autoridades nacionales gestionan los registros de formulaciones individualmente, a través de diversas leyes y políticas locales, los productores agroquímicos pueden enfrentarse a casos en que los mismos coformulantes no son aceptados globalmente. Por tanto, pueden ser necesarias versiones separadas de las mismas formulaciones de producto, así como los correspondientes requisitos de datos toxicológicos. Como resultado, se necesitan más recursos para registrar el mismo producto. Del mismo modo, gestionar los problemas de la cadena de suministro aguas abajo sería igualmente difícil y costoso. Además, debido a las diferencias regulatorias entre países, pueden surgir problemas de comercio internacional de plaguicidas. Un ejemplo reciente es el re-registro del glifosato en la UE. Las formulaciones de glifosato, en particular las asociadas a emulsionantes de sebo polietoxilado (POEA), han demostrado causar efectos citotóxicos o disruptores endocrinos elevados en comparación con el ingrediente activo glifosato. Sin embargo, no es un caso cerrado para algunos: las opiniones entre comunidades científicas, autoridades sanitarias y organizaciones ambientales están divididas. En esencia, el caso toca aspectos fundamentales de la evaluación de riesgos y la regulación de productos. Una noticia muy reciente es que un tribunal francés ha emitido una prohibición de venta de glifosato en Francia. Varios países fuera de la UE, como Argentina, Australia, Bermudas, Brasil y Canadá, están prohibiendo o restringiendo el uso del glifosato, mientras que EE. UU. no. Debido a los problemas del glifosato, el destino del coformulante POEA (sebo amina) también se ha visto afectado. En respuesta, Bayer/Monsanto, el fabricante de formulaciones de glifosato, está eliminando el emulsionante de sebo amina de todas sus formulaciones. También hay movimiento en la UE para usar métodos alternativos de desherbado, además de las técnicas de manejo integrado de plagas (IPM), junto con otros herbicidas orgánicos seguros, como aceites esenciales, ácidos acético y cítrico, y ácidos grasos, como en formulaciones de jabón, que pueden ser necesarios para atender el mercado post-glifosato.
P3. ¿Cuáles son los retos de I+D de nuevas formulaciones y sus posibles soluciones?
En el amplio contexto de satisfacer las necesidades de producción agrícola de alimentos, fibra y cultivos energéticos, los agricultores suelen depender en gran medida de los productos agroquímicos en la agricultura moderna para aumentar el rendimiento, estimular el crecimiento, neutralizar el suelo y proteger contra plagas, incluidas malas hierbas, insectos y hongos. La cuestión es cómo aumentar y optimizar la producción agrícola de cada región mediante un uso inteligente de los agroquímicos. Los retos de I+D de formulación residen en desarrollar nuevas formulaciones combinadas, cada vez más complejas de formular. Examinemos los posibles componentes que debe afrontar un formulador: ingredientes activos químicos, humectantes, emulsionantes, surfactantes, dispersantes, polímeros, disolventes, aceites, adyuvantes, auxiliares de suspensión, polvos, tampones, modificadores reológicos, agua, adyuvantes y más. Sus interacciones físicas y coloidales deben comprenderse y tratarse en consecuencia. Evidentemente, el objetivo es obtener una formulación final física y químicamente estable en almacenamiento, fácilmente aplicable en mezcla de tanque y que ofrezca la eficacia plaguicida. Aún más difíciles son las combinaciones de agroquímicos y bioplaguicidas. Por ejemplo, existen bioplaguicidas de esporas bacterianas o fúngicas para tratamiento de semillas, combinados con el insecticida químico sobre semillas de cultivos como maíz, soja y algodón. Las formulaciones combinadas de tratamiento de semillas pueden ser una de las razones del crecimiento del mercado de bioplaguicidas. Ejemplos destacados son el Poncho Votivo y PV 2.0 (nematicida) de BASF y el Clariva Complete (nematicida del quiste de la soja) de Syngenta.
P4. ¿Podría compartir algunos casos de tecnologías de digitalización que mejoran la eficacia del desarrollo, la aplicación y la entrega de formulaciones?
Como vivimos en un mundo digitalizado, es natural que la tecnología digital pueda utilizarse o considerarse en el desarrollo de formulaciones agroquímicas, como la recopilación y organización de datos para la definición de formulaciones y el registro. Las bases de datos de coformulantes, incluidas sus propiedades químicas y físicas, pueden consultarse para minería de datos. Por ahora, todavía no existe modelado o simulación informática de formulaciones agroquímicas: las formulaciones reales aún deben componerse físicamente según las composiciones en el banco de laboratorio para pruebas y monitorización realistas. Es un área aún por explorar.
Una metodología estadística muy útil aplicada al desarrollo de formulaciones es el «Diseño de Experimentos» (DOE). Es un enfoque sistemático bien establecido para crear buenas formulaciones. Existen paquetes de software comerciales para realizar DOE de formulaciones. Este método estadístico es una herramienta potente para la optimización, especialmente cuando intervienen múltiples ingredientes. En general, la técnica DOE es muy recomendable, pues la mayoría de los formuladores han sido entrenados en la técnica tradicional de cambiar una variable a la vez (OFAT), frente al diseño factorial de experimentos mediante DOE.
Otras áreas de digitalización agroquímica comienzan por digitalizar los equipos de ensayo de formulaciones de laboratorio, que pueden controlarse y monitorizarse por ordenador: por ejemplo, viscosímetros de laboratorio e incubadoras para pruebas de congelación-descongelación. En cuanto a la planta piloto agroquímica aguas abajo y la producción posterior, se espera que la digitalización siga la de una planta química digitalizada, tanto en operación unitaria como en proceso unitario. Del panel de control al feedback de los procesos, la tecnología digital moderna puede ser una gran herramienta en términos de seguridad y control de calidad. Un área críticamente nueva para todas las empresas agroquímicas es la simulación de producción de formulaciones para plantas de formulación: no solo puede simularse una operación normal, sino también un imprevisto de formulación. Un módulo de software de simulación puede ser una herramienta de formación rentable para el escalado piloto y los equipos de producción. El último área a considerar es la automatización de la planta de formulación, una forma eficaz de aumentar la productividad, minimizar costes y hacer la instalación más ergonómica. La automatización se adapta bien a procesos por etapas de una instalación que fabrica formulaciones agroquímicas.
En un futuro cercano, la entrega de formulaciones al campo la harán robots en granjas modernas, normalmente agbots más drones voladores. En consecuencia, las formulaciones agroquímicas pueden tener concentraciones más altas, y los tipos y diseños de formulación pueden ser más versátiles, sin preocupaciones de seguridad humana. Por la misma razón, las pulverizaciones de formulación pueden ser también más flexibles. Además, la aplicación puede realizarse con alta precisión y ser mucho menos contaminante para el medio ambiente.
P5. ¿Cuál es la competencia esencial para impulsar la innovación en tecnología de formulación en una empresa agroquímica? ¿Qué tecnologías innovadoras de formulación se han lanzado en la industria?
En cuanto a una empresa agroquímica moderna, respecto a la innovación en tecnología de formulación, la competencia esencial de la empresa debería incluir las siguientes estrategias y objetivos: 1) desarrollar nuevas moléculas plaguicidas, 2) descubrir nuevos bioplaguicidas, 3) diseñar formulaciones de IA individuales o combinados (nuevos y genéricos) con coformulantes eficaces y seguros, y 4) fabricar las formulaciones resultantes de forma segura y rentable, entregables y eficaces para los agricultores.
Además, respecto a las innovaciones tecnológicas de formulación necesarias para seguir estas estrategias, la empresa debe sobresalir en las tecnologías de formulación tradicionales, como concentrado emulsionable (EC), concentrado soluble (SL), suspensión concentrada (SC), gránulos dispersables en agua (WG) y polvo mojable (WP), mejorando y optimizando las composiciones, con un pipeline de productos de formulación cada año para el mercado. Más allá de las formulaciones tradicionales, pueden considerarse otros tipos específicos, como suspensión-emulsión (SE), dispersión oleosa (OD) y suspensión en cápsulas (CS), para casos particulares como incompatibilidad física o química, mejora de la bioeficacia o reducción de la toxicidad ambiental. Estos tipos suelen requerir más tiempo de cribado y ensayo. Por último, en el caso de los bioplaguicidas de esporas microbianas, los excipientes de fermentación aguas arriba suelen mezclarse con las esporas en la propia mezcla de formulación, ¡lo que puede ser un reto para los formuladores!
También compartió sus puntos de vista sobre las tendencias futuras de las nuevas tecnologías de formulación y aplicación, los retos regulatorios y de I+D que afectan a la innovación y el desarrollo de formulaciones, así como las competencias esenciales para impulsar la innovación tecnológica en formulación.
P1. ¿Qué nuevas tecnologías de formulación y aplicación se necesitan para satisfacer las necesidades de los agricultores en los próximos 5-10 años en las distintas regiones del mundo?
En los próximos 5 a 10 años, la población mundial exigirá una producción de cultivos alimentarios más segura y fiable, en cantidad y calidad, al tiempo que se adapta al cambio climático y a la reducción de tierras cultivables. El futuro del desarrollo tecnológico de formulaciones para las empresas agroquímicas se centrará no solo en desarrollar nuevas moléculas de IA por parte de las empresas de I+D, sino también en IA combinados, las llamadas formulaciones híbridas, en la mayoría de las empresas genéricas. Esta última dirección responde a la necesidad de diferenciarse en los mercados locales y mundiales. Además, existe el deseo de ser respetuosos con el medio ambiente, manteniendo aplicaciones seguras y eficientes y rompiendo la resistencia de las malas hierbas, como la del glifosato y las triazinas, entre otras. La tecnología de formulación podría formar parte de un enfoque integrado que incluya máquinas desherbadoras y rotación de cultivos junto con nuevas formulaciones agrícolas. ¿Y qué tal usar formulaciones combinadas químicas/biológicas para luchar contra la resistencia? Por ejemplo, se podrían usar ciertas esporas fúngicas en la formulación. Los principales retos de formulación residen en gestionar mezclas de formulación cada vez más complejas, y también los coformulantes necesarios para lograrlo. Estos suelen incluir nuevos coformulantes funcionales, disolventes verdes, bioestimulantes y otros adyuvantes relacionados.
P2. ¿Cuáles son los retos regulatorios que afectarán a las formulaciones futuras? ¿Podría compartir algunos casos concretos de cómo una empresa agroquímica desarrolla formulaciones adaptadas a las distintas regiones del mundo?
Como las autoridades nacionales gestionan los registros de formulaciones individualmente, a través de diversas leyes y políticas locales, los productores agroquímicos pueden enfrentarse a casos en que los mismos coformulantes no son aceptados globalmente. Por tanto, pueden ser necesarias versiones separadas de las mismas formulaciones de producto, así como los correspondientes requisitos de datos toxicológicos. Como resultado, se necesitan más recursos para registrar el mismo producto. Del mismo modo, gestionar los problemas de la cadena de suministro aguas abajo sería igualmente difícil y costoso. Además, debido a las diferencias regulatorias entre países, pueden surgir problemas de comercio internacional de plaguicidas. Un ejemplo reciente es el re-registro del glifosato en la UE. Las formulaciones de glifosato, en particular las asociadas a emulsionantes de sebo polietoxilado (POEA), han demostrado causar efectos citotóxicos o disruptores endocrinos elevados en comparación con el ingrediente activo glifosato. Sin embargo, no es un caso cerrado para algunos: las opiniones entre comunidades científicas, autoridades sanitarias y organizaciones ambientales están divididas. En esencia, el caso toca aspectos fundamentales de la evaluación de riesgos y la regulación de productos. Una noticia muy reciente es que un tribunal francés ha emitido una prohibición de venta de glifosato en Francia. Varios países fuera de la UE, como Argentina, Australia, Bermudas, Brasil y Canadá, están prohibiendo o restringiendo el uso del glifosato, mientras que EE. UU. no. Debido a los problemas del glifosato, el destino del coformulante POEA (sebo amina) también se ha visto afectado. En respuesta, Bayer/Monsanto, el fabricante de formulaciones de glifosato, está eliminando el emulsionante de sebo amina de todas sus formulaciones. También hay movimiento en la UE para usar métodos alternativos de desherbado, además de las técnicas de manejo integrado de plagas (IPM), junto con otros herbicidas orgánicos seguros, como aceites esenciales, ácidos acético y cítrico, y ácidos grasos, como en formulaciones de jabón, que pueden ser necesarios para atender el mercado post-glifosato.
P3. ¿Cuáles son los retos de I+D de nuevas formulaciones y sus posibles soluciones?
En el amplio contexto de satisfacer las necesidades de producción agrícola de alimentos, fibra y cultivos energéticos, los agricultores suelen depender en gran medida de los productos agroquímicos en la agricultura moderna para aumentar el rendimiento, estimular el crecimiento, neutralizar el suelo y proteger contra plagas, incluidas malas hierbas, insectos y hongos. La cuestión es cómo aumentar y optimizar la producción agrícola de cada región mediante un uso inteligente de los agroquímicos. Los retos de I+D de formulación residen en desarrollar nuevas formulaciones combinadas, cada vez más complejas de formular. Examinemos los posibles componentes que debe afrontar un formulador: ingredientes activos químicos, humectantes, emulsionantes, surfactantes, dispersantes, polímeros, disolventes, aceites, adyuvantes, auxiliares de suspensión, polvos, tampones, modificadores reológicos, agua, adyuvantes y más. Sus interacciones físicas y coloidales deben comprenderse y tratarse en consecuencia. Evidentemente, el objetivo es obtener una formulación final física y químicamente estable en almacenamiento, fácilmente aplicable en mezcla de tanque y que ofrezca la eficacia plaguicida. Aún más difíciles son las combinaciones de agroquímicos y bioplaguicidas. Por ejemplo, existen bioplaguicidas de esporas bacterianas o fúngicas para tratamiento de semillas, combinados con el insecticida químico sobre semillas de cultivos como maíz, soja y algodón. Las formulaciones combinadas de tratamiento de semillas pueden ser una de las razones del crecimiento del mercado de bioplaguicidas. Ejemplos destacados son el Poncho Votivo y PV 2.0 (nematicida) de BASF y el Clariva Complete (nematicida del quiste de la soja) de Syngenta.
P4. ¿Podría compartir algunos casos de tecnologías de digitalización que mejoran la eficacia del desarrollo, la aplicación y la entrega de formulaciones?
Como vivimos en un mundo digitalizado, es natural que la tecnología digital pueda utilizarse o considerarse en el desarrollo de formulaciones agroquímicas, como la recopilación y organización de datos para la definición de formulaciones y el registro. Las bases de datos de coformulantes, incluidas sus propiedades químicas y físicas, pueden consultarse para minería de datos. Por ahora, todavía no existe modelado o simulación informática de formulaciones agroquímicas: las formulaciones reales aún deben componerse físicamente según las composiciones en el banco de laboratorio para pruebas y monitorización realistas. Es un área aún por explorar.
Una metodología estadística muy útil aplicada al desarrollo de formulaciones es el «Diseño de Experimentos» (DOE). Es un enfoque sistemático bien establecido para crear buenas formulaciones. Existen paquetes de software comerciales para realizar DOE de formulaciones. Este método estadístico es una herramienta potente para la optimización, especialmente cuando intervienen múltiples ingredientes. En general, la técnica DOE es muy recomendable, pues la mayoría de los formuladores han sido entrenados en la técnica tradicional de cambiar una variable a la vez (OFAT), frente al diseño factorial de experimentos mediante DOE.
Otras áreas de digitalización agroquímica comienzan por digitalizar los equipos de ensayo de formulaciones de laboratorio, que pueden controlarse y monitorizarse por ordenador: por ejemplo, viscosímetros de laboratorio e incubadoras para pruebas de congelación-descongelación. En cuanto a la planta piloto agroquímica aguas abajo y la producción posterior, se espera que la digitalización siga la de una planta química digitalizada, tanto en operación unitaria como en proceso unitario. Del panel de control al feedback de los procesos, la tecnología digital moderna puede ser una gran herramienta en términos de seguridad y control de calidad. Un área críticamente nueva para todas las empresas agroquímicas es la simulación de producción de formulaciones para plantas de formulación: no solo puede simularse una operación normal, sino también un imprevisto de formulación. Un módulo de software de simulación puede ser una herramienta de formación rentable para el escalado piloto y los equipos de producción. El último área a considerar es la automatización de la planta de formulación, una forma eficaz de aumentar la productividad, minimizar costes y hacer la instalación más ergonómica. La automatización se adapta bien a procesos por etapas de una instalación que fabrica formulaciones agroquímicas.
En un futuro cercano, la entrega de formulaciones al campo la harán robots en granjas modernas, normalmente agbots más drones voladores. En consecuencia, las formulaciones agroquímicas pueden tener concentraciones más altas, y los tipos y diseños de formulación pueden ser más versátiles, sin preocupaciones de seguridad humana. Por la misma razón, las pulverizaciones de formulación pueden ser también más flexibles. Además, la aplicación puede realizarse con alta precisión y ser mucho menos contaminante para el medio ambiente.
P5. ¿Cuál es la competencia esencial para impulsar la innovación en tecnología de formulación en una empresa agroquímica? ¿Qué tecnologías innovadoras de formulación se han lanzado en la industria?
En cuanto a una empresa agroquímica moderna, respecto a la innovación en tecnología de formulación, la competencia esencial de la empresa debería incluir las siguientes estrategias y objetivos: 1) desarrollar nuevas moléculas plaguicidas, 2) descubrir nuevos bioplaguicidas, 3) diseñar formulaciones de IA individuales o combinados (nuevos y genéricos) con coformulantes eficaces y seguros, y 4) fabricar las formulaciones resultantes de forma segura y rentable, entregables y eficaces para los agricultores.
Además, respecto a las innovaciones tecnológicas de formulación necesarias para seguir estas estrategias, la empresa debe sobresalir en las tecnologías de formulación tradicionales, como concentrado emulsionable (EC), concentrado soluble (SL), suspensión concentrada (SC), gránulos dispersables en agua (WG) y polvo mojable (WP), mejorando y optimizando las composiciones, con un pipeline de productos de formulación cada año para el mercado. Más allá de las formulaciones tradicionales, pueden considerarse otros tipos específicos, como suspensión-emulsión (SE), dispersión oleosa (OD) y suspensión en cápsulas (CS), para casos particulares como incompatibilidad física o química, mejora de la bioeficacia o reducción de la toxicidad ambiental. Estos tipos suelen requerir más tiempo de cribado y ensayo. Por último, en el caso de los bioplaguicidas de esporas microbianas, los excipientes de fermentación aguas arriba suelen mezclarse con las esporas en la propia mezcla de formulación, ¡lo que puede ser un reto para los formuladores!