“En el Laboratorio de Biocontrol [9] y en el Laboratorio de Bacteriología del CIB desarrollamos varios proyectos para mejorar la productividad del sector agrícola, con tecnologías de bajo impacto ambiental para su transferencia a agricultores, empresas y al sector gubernamental”, detalla Rivera.

Desde hace ocho años, explica Rivera, en el TEC se trabaja con microorganismos para controlar enfermedades que atacan los cultivos agrícolas, y que también sirven como mejoradores del suelo, con lo que se disminuye el uso de pesticidas y fertilizantes químicos. 

Estos microorganismos biocontroladores se vienen aplicando con grupos de agricultores de hortalizas de la zona norte de Cartago, en cultivos como fresa, papa, tomate y cebolla. 

Además de ser amigables con el ambiente, estos biocontroladores tienen la ventaja de ser producidos en Costa Rica y son productos formulados, lo que los diferencia de los existentes en el mercado. 

Con estos avances se han logrado aumentos en el rendimiento de hasta un 20% en cultivos de cebolla, chile dulce y ajo.

“Podremos elaborar planes de acción para reactivar y mejorar el sector agrícola de nuestro país, con estrategias como prevención y remediación en zonas productivas, evaluación de impacto ambiental, protección de sitios específicos, estudios sobre efectos de cambio climático y la calidad del suelo, entre otros”, destaca Rivera.

Otra alternativa ecoamigable que se trabaja en el CIB para el control de enfermedades de los cultivos es el uso de biopartículas de sustancias naturales [10] de plantas, hongos, y bacterias. 

Estas biopartículas promueven que los cultivos agrícolas “aumenten sus defensas”, y se reduzca la aplicación de químicos nocivos. Rivera resalta que en este proyecto se aprovechan desechos agrícolas como materia prima, lo que también permite la generación de valor a partir de residuos.

En materia de biotecnología vegetal se busca mejorar el rendimiento de los cultivos en condiciones adversas, como cambio climático y ataque de nuevas plagas.

“En cuanto al arroz se trabaja con una variedad de alto rendimiento local, con el fin de dotar características agronómicas que les permitan a los productores producir en suelos con alta sequía”, explica el M.Sc. Giovanni Garro Monge [13], también investigador del CIB.

En cuanto al cultivo de banano, los investigadores del CIB buscan generar multiplicación masiva de variedades élite de la planta y alternativas de combate de la fusariosis (Fusarium oxysporum sp. Cubense raza 4), una de las principales enfermedades que afectan a este cultivo.

“Además, las herramientas actuales de la biotecnología moderna nos ofrecen capacidades para caracterizar y  preservar materiales vegetales a largo plazo, con el fin de asegurar el acervo genético de los cultivares”, agrega Garro. 

En ese sentido, se hace un trabajo conjunto con la Universidad de Costa Rica (UCR) y la Universidad Nacional (UNA) para la colecta y caracterización nutricional de varios tipos de maíces criollos; proyecto en el que se han establecido colecciones de más de 80 variedades. 

Asimismo, se conservan especies de árboles maderables alto valor comercial que están en peligro de extinción.

En el CIB también se trabaja en el estudio de microalgas, organismos que pueden servir para bioinsumos para alimentación, biofertilizantes y hasta producción energética. 

“El Laboratorio de Bioenergías del TEC es el único laboratorio donde se cultivan distintas especies de microalgas [17] a gran escala en Costa Rica, de las cuales se aprovechan sus carbohidratos, grasas, proteínas y otras sustancias, que se usan para hacer alimentos para animales [14] y biofertilizantes”, argumentó la M.Sc. Maritza Guerrero Barrantes, [18] investigadora del CIB y profesora de la Escuela de Biología.

“Los biofertilizantes han logrado aumentar el rendimiento productivo en cultivos agrícolas a gran escala, incluyendo hortalizas y pastos, entre otros", M.Sc. Maritza Guerrero Barrantes.

Actualmente, el equipo de investigación en microalgas se encuentra, en etapas tempranas, analizando el aprovechamiento de desechos orgánicos para cultivar las microalgas y usarlas para producción de biocombustibles. 

Según Guerrero, también han encontrado otros compuestos especiales en las algas, tales como antioxidantes y pigmentos, que se pueden usar en diversas industrias.

Además, las microalgas presentan una oportunidad de economía circular ideal en la producción de carne. Por ejemplo, se pueden aprovechar las aguas residuales de una finca ganadera como alimento para las algas, las cuales a su vez se convierten en alimento para los bovinos. En este proceso, también se produce oxígeno y se captura carbono, y quedan las aguas limpias. 

“Esto permitirá encaminar los procesos productivos hacia una mejor gestión y valorización de las aguas residuales, con base en los avances de la biotecnología microalgal”, complementa Guerrero.

El CIB también trabaja en conjunto con la Escuela de Agronegocios [19] del TEC, y con laboratorios de otras universidades nacionales e internacionales, en varios proyectos para transferir conocimiento y capacitar productores para mejorar el aprovechamiento de diversos cultivos.  

“En el caso de productores frutales, se impulsa aprovechar los frutos que no se vendieron para elaborar productos como jaleas, salsas, pulpas, chips y bebidas, entre otros, que pueden ser comercializados a nivel local o nacional”, indicó la M.Sc. Elizabeth Arnáez Serrano [20], investigadora del CIB y profesora de la Escuela de Biología. 

Además, se brinda capacitación en buenas prácticas de manufactura, protocolos de producción, sondeos de mercado, presentación de los productos y costeos. Todo esto en conjunto con profesionales de disciplinas como: biología, biotecnología, agronomía, ingeniería agroindustrial, administración de empresas y diseño, del TEC, la UNA y la UCR. 

Algunos proyectos también buscan aprovechar material de desecho para generar materias primas de alto valor agregado. 

Un ejemplo es el proyecto en el que se trabaja en transformar las hojas de la piña en empaques de exportación para la misma industria piñera.

También se trabaja con productores de abacá (una planta de la familia del banano), de la que se aprovecha el tallo para generar una fibra vegetal de alta calidad.

“Este es un proyecto multidisciplinario e interuniversitario, que busca generar información técnica y científica del componente forestal, en asocio con el cultivo de abacá, que contribuya al incremento de la capacidad productiva y de exportación de la fibra de abacá hacia mercados internacionales, bajo principios de sostenibilidad ambiental” detalla Garro.

Actualmente hay más de 100 pequeños productores de comunidades indígenas en Baja Talamanca, que requieren el acompañamiento técnico de este proyecto.

Otra importante línea de investigación en biotecnología es el estudio de las propiedades benéficas de distintos compuestos [21] de plantas, hongos y bacterias, y cómo producirlos a gran escala.

Actualmente existe una alta demanda por productos desarrollados a partir de sustancias naturales, entre ellos se identifican tres líneas principales:

• Alimenticios, como saborizantes y colorantes.
• Farmacológicos, como antioxidantes, anticancerígenos y antiinflamatorios.
• Cosméticos, como colágeno.

“Los fitofármacos, por ejemplo, se utilizan principalmente como coadyuvantes naturales de los medicamentos sintéticos”, ahonda la M.Sc. Catalina Rosales López [22], investigadora del Laboratorio de Bioprocesos del CIB, y profesora de la Escuela de Biología.

La extracción y purificación de estos compuestos bioactivos es muchas veces complicada o costosa. Por lo que en el CIB también se estudian técnicas para aumentar la producción de estas sustancias, desde el nivel in vitro, hasta su escalamiento para eventual producción industrial.

“También estudiamos plantas medicinales de uso tradicional en el país. Por ejemplo, la uña de gato y el chilillo tienen posibles efectos anticancerígenos. 

“Hemos producido extractos con efecto hipoglicémico a partir de hojas de una suculenta, que se han llevado hasta las pruebas con animales de experimentación, y en otro proyecto se desarrolló un jarabe para provocar el vómito en mascotas a base de ipecacuana, [23] para casos de envenenamiento”, indicó Rosales.

Contacto Biotecnología:

• Centro de Investigación en Biotecnología [3] (CIB).
• Lista de investigadores e investigadoras [25].
• Lista de servicios [2].
• E-mail: ancalvo@tec.ac.cr [26] (CIB) y calvarado@tec.ac.cr [27] (Escuela de Biología).
• Teléfono: CIB: 2550-9411, Escuela de Biología: 2550-2479.