¡Fuera insectos!
La ciencia detrás de los textiles resistentes a los insectos
“El mosquito es el mosquito más grande del mundo, el animal más mortal”, los miembros femeninos de sus 3.700 variedades causantes del dengue, la malaria y el virus del Nilo Occidental, entre otras enfermedades, según informó el Centro de Salud Global del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). Otros insectos vectores incluyen pulgas infectadas con Yersinia pestis , la bacteria responsable de la peste bubónica que mató a más de 25 millones de europeos durante la Pandemia de peste negra (1346-135) de finales de la Edad Media y que, aunque poco común, sigue activa hoy en día.
Las moscas y garrapatas que pican también son vectores de insectos, y estas últimas infectan a los humanos con babesiosis, ehrlichiosis, enfermedad de Lyme y fiebre maculosa de las Montañas Rocosas. Como se indica en el sitio web de la Facultad de Salud Bloomberg de Johns Hopkins, la más común de las cuatro es enfermedad de Lyme, con la que se diagnostican y tratan cada año hasta medio millón de pacientes en Estados Unidos. En este artículo, analizaremos cómo ciertos colores son menos atractivos para los insectos vectores, especialmente los mosquitos. También hablaremos sobre acabados resistentes a insectos y textiles antiperforación.
Colores resistentes a los insectos
De acuerdo a Jeffrey Riffell, Profesor Titulado (Departamento de Biología) de la Universidad de Washington, citado en un comunicado de prensa del 4 de febrero de 2022: «Los mosquitos parecen usar los olores para distinguir lo que está cerca, como un huésped para picar. Cuando huelen compuestos específicos, como el dióxido de carbono de nuestro aliento, ese aroma estimula la vista para buscar colores específicos y otros patrones visuales, que se asocian con un posible huésped, y dirigirse hacia él». Riffell formó parte del equipo de científicos que investigó cómo el Aedes aegypti , o mosquito de la fiebre amarilla, reaccionaba al color y fue coautor de los resultados de la investigación, publicados ese mismo día en Nature Communications .
Como se observó durante el estudio, cuando se expuso a un punto azul, verde o morado en una minicámara rociada con dióxido de carbono (CO 2 ), en general, el mosquito de la fiebre amarilla no prestó atención al punto en el fondo del compartimento. Pero cuando el punto era negro, cian (azul verdoso), naranja o rojo, el pigmento que se encuentra en toda la piel humana, el sujeto de prueba se posó para observar más de cerca. Después de oler el gas, Aedes aegypti mostró una preferencia por longitudes de onda más largas en el espectro visible. Tenga en cuenta que, como se resume en los hallazgos del equipo, los mosquitos con cambios en sus secuencias de ácido desoxirribonucleico (ADN) (mutaciones), relacionados con el olfato o la visión, demostraron menos o ninguna sensibilidad al color, incluso cuando la cámara de prueba contenía dióxido de carbono.
Tras la exposición al dióxido de carbono, el Aedes aegypti pareció preferir longitudes de onda más largas en el espectro visible. Imagen cortesía de Jeffrey Riffell, Universidad de Washington.
En respuesta a una consulta sobre las actualizaciones del estudio, Riffell respondió: “Tenemos varios artículos en proceso de publicación sobre las preferencias de los mosquitos por ciertos colores. Estos estudios se basan en nuestro artículo de 2022, donde demostramos que los mosquitos prefieren colores oscuros, negro y rojo. Ahora tenemos evidencia de que los mosquitos (Aedes aegypti) prefieren un color específico de azul. Sin embargo, “el trabajo actual sobre las preferencias de color de las garrapatas (género Ixodes) ha indicado que no tienen preferencias de color claras (el blanco se prefiere por igual al marrón y al verde). Por el contrario, hay trabajos sobre chinches besuconas y de cama que muestran que prefieren el rojo y el negro (similar a los mosquitos)”. Si bien las garrapatas hasta ahora se han mostrado indiferentes a los colores del espectro visible, Agencia de Protección Ambiental (EPA) Se recomienda usar prendas de colores claros en exteriores, ya que permiten una detección más fácil de las garrapatas no alimentadas.
Descubrimiento de la permetrina
A diferencia de las chinches, las chinches besuconas y los mosquitos, las garrapatas del género Ixodes no tienen ojos, un dato sorprendente compartido por Thomas Mather, director del Centro de Recursos TickEncounter y profesor de Entomología de Salud Pública de la Universidad de Rhode Island, lo que probablemente explica su indiferencia al color. Las garrapatas clasificadas como Amblyomma y Dermacentor tienen componentes similares a ojos ubicados en el dorso que podrían funcionar como fotorreceptores.
La permetrina, un insecticida sintético registrado en la EPA (1979, 2006), es mortal para los insectos vectores, pero segura para los humanos si se usa correctamente. Imagen de dominio público.
Sin embargo, las garrapatas son extremadamente sensibles a permetrina (C 21 H 20 Cl 2 O 3 ), un insecticida sintético innovador descubierto por el químico Michael Elliot y sus colegas de la Institución de Investigación Rothamsted a principios de la década de 1970, como se describe en su artículo, “Propiedades y aplicaciones de los piretroides:”
En la Estación Experimental de Rothamsted, en 1972 [Reino Unido], se descubrió una combinación excepcionalmente valiosa de propiedades en los ésteres (permetrina) del alcohol 3-fenoxibencílico con los ácidos cis- y trans-diclorovinílicos (9,10,46,47), análogos del ácido crisantémico, con cloro en lugar de metilo en la cadena lateral isobutenílica. La permetrina no solo fue más activa contra muchas especies de insectos de lo que se habría previsto a partir de la experiencia con otros ésteres de los componentes ácidos y alcohólicos, sino que también fue mucho más estable al aire y a la luz que otros piretroides potentes.
Las garrapatas adultas del ciervo o de patas negras (Ixodes scapularis) transmiten la enfermedad de Lyme. Imagen de dominio público.
La permetrina es similar a pelitre, una combinación de seis sustancias químicas derivadas de las semillas de las flores de crisantemo, utilizada para repeler mosquitos y tratar piojos en la antigua Persia (sudoeste de Asia), a partir del siglo V.
Como lo describió Thomas Mather, la permetrina ataca y penetra el sistema nervioso central de la mayoría de los insectos vectores de la misma manera: interfiriendo con sus canales de sodio e interrumpiendo la función neuronal, lo que provoca espasmos musculares y una muerte relativamente rápida. Para ilustrarlo, Mather presentó los resultados de un experimento informal en el que el participante usó un guante de jardinería tratado con permetrina. Las garrapatas de patas negras en estado de ninfa que entraron en contacto con el guante se desprendieron, algunas en cinco segundos. La mayoría permanecieron inmóviles después de treinta segundos a tres minutos y estaban muertas al ser examinadas unas horas después. Las garrapatas colocadas en guantes sin tratar permanecieron móviles y activas.
Aplicaciones de la permetrina para el consumidor
La permetrina, registrada inicialmente en la EPA en 1979, fue aprobada a principios de la década de 1990 como tratamiento de fábrica y repelente en aerosol, tanto para ropa de consumo como para uniformes militares. En enero de 2025, la AATCC conversó con Rick Hemmerling, vicepresidente ejecutivo de Insect Shield LLC., fundada en 2001, quien explicó cómo se aplica la permetrina a prendas y textiles en una fábrica:
Las prendas tratadas con la tecnología patentada de permetrina de Insect Shield están disponibles directamente en la empresa. Además, los clientes pueden enviar su propia ropa para el tratamiento en fábrica. Imagen cortesía de Rick Hemmerlin Insect Shield LLC.
Utilizamos un sistema patentado de final de línea (aplicado en la prenda terminada) de nuestra propia invención. También hemos creado un aglutinante patentado para aplicar permetrina, de modo que pueda durar setenta lavados… o la vida útil prevista de la prenda (registrado por la EPA para setenta lavados). La permetrina se adhiere al tejido en una proporción del 0,52 % p/p. Dado que el aglutinante y el sistema de final de línea son exclusivos de la empresa, Hemmerling no pudo dar más detalles.
Al evaluar la lavabilidad de sus telas, «La única prueba que utiliza la AATCC [Insect Shield] es la de durabilidad al lavado: la AATCC TM135, junto con la prueba de contenido mediante cromatografía de gases. La EPA exige que la relación peso/peso se analice mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (GCMS). Los requisitos de eficacia se evalúan mediante un método de derribo en placa de Petri de terceros, la prueba en tubo de la EPA y la Organización Mundial de la Salud (OMS) para [EE. UU.], Europa y otros países que solicitan dicho método».
La permetrina en primera línea
El AATCC también conversó con Melynda Perry, química textil del Ejército de los EE. UU. desde 2005, quien participa en el proyecto AATCC RA49: Métodos de prueba de resistencia a insectos. El comité está asociado con un procedimiento de laboratorio, el AATCC LP3: Transferencia de permetrina libre desde superficies textiles, y una prueba, el AATCC TM194: Propiedades antiácaros del polvo doméstico de textiles en condiciones de prueba a largo plazo.
El etofenprox es un repelente de insectos sintético, similar a un piretroide, que se utiliza en los uniformes del Ejército de EE. UU. Imagen de dominio público.
Según detalló Perry, el ejército estadounidense utiliza permetrina, un piretroide sintético, para tratar sus uniformes. Etofenprox, un sintético similar a un piretroide. También está registrado en la EPA para el tratamiento de uniformes en fábrica. El Ejército, la Fuerza Aérea y la Infantería de Marina de los EE. UU. usan uniformes tratados con permetrina en fábrica, incluyendo algunas prendas ignífugas, como se indica en las etiquetas cosidas a las chaquetas y pantalones, exigidas por la EPA. Si bien la permetrina es eficaz contra una amplia gama de insectos vectores, incluidas las garrapatas, el acabado se prueba principalmente contra mosquitos. En una fábrica, se puede aplicar mediante 1) el método de “inmersión y presión”, donde la tela se sumerge en un baño y luego se pasa por rodillos de presión, o 2) se fija directamente al artículo o prenda final.
Perry enfatizó que el uso de telas repelentes de insectos por parte de las fuerzas armadas crea una situación única, debido a la necesidad de hacer concesiones y sacrificios al fabricar uniformes militares para lograr un equilibrio entre protección, durabilidad y comodidad. Por ejemplo, una prenda transpirable y ligera, aunque cómoda, puede resultar menos protectora contra las picaduras de mosquitos. Los desafíos en el acabado y la protección contra picaduras también incluyen, entre otros, la confección de las telas y las mezclas de fibras. Al abordar estos desafíos, Perry enfatizó la importancia de garantizar el cumplimiento de todos los requisitos, especialmente en el acabado de textiles y uniformes destinados a zonas de combate.
Seguridad de los textiles tratados con permetrina
Un experto en la materia que colabora con Insect Shield LLC Mather abordó la seguridad de las telas impregnadas con permetrina. Señaló que, siempre que los usuarios siguieran las instrucciones de la etiqueta del producto (por ejemplo, lavar las prendas por separado), la permetrina presenta una baja toxicidad para los mamíferos debido a su baja absorción cutánea. Los resultados de un estudio del que fue coautor sobre las prendas impregnadas con permetrina de larga duración (LLPI), publicado en el Journal of Medical Entomology el 27 de diciembre de 2021, indicaron que la ropa comercial con LLPI tratada y sin usar puede causar una mortalidad superior al 95 % en las ninfas de garrapatas de patas negras expuestas durante tres minutos, a pesar de la variabilidad ocasional entre lotes en la cantidad de permetrina retenida en la ropa. En el estudio, los trabajadores al aire libre que usaron ropa impregnada en fábrica redujeron significativamente las picaduras de garrapatas en un 65 % durante el primer año de estudio y en un 50 % durante el segundo, en comparación con los trabajadores que usaron ropa con un tratamiento simulado. Además, según muestras de orina recolectadas de doce guardabosques entre 2016 y 2017, “el nivel medio de metabolitos de permetrina en la orina de todos los participantes del estudio aumentó en concentración con respecto a los niveles iniciales tanto al mes como a los tres o cuatro meses después de que los participantes comenzaran a usar ropa LLPI; sin embargo, después de un año de usar ropa LLPI, los niveles de metabolitos de permetrina en las muestras de orina disminuyeron”.
Opciones de acabado botánico y prendas a prueba de mordidas
Hasta la fecha, como señaló Mather, los tratamientos textiles naturales no han demostrado ser muy eficaces para eliminar garrapatas. Y, al estar exentos de regulación, la mayoría no se han evaluado rigurosamente. El equipo de Mather probó unos 20 productos comerciales y experimentales, principalmente aceites esenciales y jabones, en pequeños estudios de campo controlados, y descubrió que la mayoría carecía de eficacia significativa. Al momento de escribir este artículo, su laboratorio apenas está comenzando a evaluar la efectividad de los ingredientes naturales como repelentes de garrapatas.
Modelo tridimensional de una molécula de nootkatona. La imagen es de dominio público.
Además del piretro natural, una posibilidad prometedora es Nootkatone ( C₁₄H₂₂O ), aprobado por la EPA en agosto de 2020 para su uso como biopesticida. Se puede extraer en pequeñas cantidades de la corteza y la piel, respectivamente, de los cedros amarillos de Alaska y los pomelos. Para abordar este proceso costoso e insostenible, Evolva, una empresa de biotecnología fundada en 2004 y con sede en Reinach, Suiza, desarrolló NootkaShield nootkatone. Esto se basa en un “innovador proceso de fermentación de levadura, prácticamente idéntico al compuesto químico presente en la naturaleza”, como se indica en el sitio web de la empresa. A partir de enero de 2025, la solicitud de registro de la empresa está pendiente de aprobación por parte de la EPA. Las alternativas a los tratamientos textiles químicos y naturales incluyen: RynoSkin Total Pantalones, camisas y accesorios, prendas de compresión diseñadas para usarse en conjunto y proteger al usuario de insectos que pican en lugar de picar. Estos incluyen niguas, ácaros microscópicos sin alas, jejenes (mosquitos), garrapatas de rápida propagación y mosquitos. Compuesta de nailon y licra, esta malla ultrafina y transpirable se usa mejor como capa base, ya que sus tobillos y puños ajustados, junto con las capas dobles específicas en codos y rodillas, aíslan eficazmente al usuario y evitan que los insectos picadores entren en contacto con la piel.
En “Física de mosquitos y textiles: una guía matemática para crear ropa sin insecticidas y a prueba de picaduras para la vida cotidiana. En un artículo publicado en la revista Insects en 2021, Kun Luan et al., de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NCSU), resumieron los resultados de un estudio basado en un modelo computacional del mosquito de la fiebre amarilla (Aedes aegypti ), que incluía el tamaño de su antena, cabeza y probóscide, así como su mecanismo de picadura. En su conclusión, los autores declararon: «Nuestro modelo se verificó mediante bioensayos in vitro, utilizando telas tejidas, placas espaciadoras de plástico y telas espaciadoras de punto y de punto, lo que demostró que el modelo podía predecir con precisión la resistencia a las picaduras de las barreras mecánicas… En comparación con la tela tratada con permetrina, nuestras telas… presentaron una mayor resistencia a las picaduras con un mayor nivel previsto de protección para la piel expuesta», y esto último requirió investigación adicional, según lo realizado por textiles vectoriales, una empresa emergente afiliada a NCSU.
Insectos vectores: peligrosos pero controlables
“El propósito de las pruebas”, como señaló Melynda Perry, es “lograr resultados consistentes y repetibles durante el tratamiento en fábrica”. Dado que cada año, las enfermedades transmitidas por mosquitos son responsables de más de un millón de muertes. En todo el mundo, la investigación y el desarrollo de textiles resistentes y protectores contra insectos siguen siendo cruciales, al igual que el cumplimiento de los protocolos actuales para evitar las enfermedades causadas por insectos vectores. El Ejército de los EE. UU. utiliza el sistema repelente de insectos del Departamento de Defensa (DoD) para proteger a los combatientes de las enfermedades transmitidas por insectos, que incluye:
- Un repelente tópico aprobado por el Departamento de Defensa para la piel expuesta
- Un uniforme tratado con repelente de insectos, usado adecuadamente, con un ajuste holgado y puños ajustados, donde los pantalones y las camisetas interiores se meten dentro de las botas y los pantalones, respectivamente, y las mangas permanecen enrolladas.
En el mundo civil, la protección puede incluir el uso de prendas de vestir ajustadas y de compresión, ropa holgada con un espacio de aire entre el cuerpo y la tela, y/o prendas tratadas con permetrina en exteriores para asegurarse de que los mosquitos y las garrapatas reciban el mensaje: aléjense.
Acerca del autor
Juliana Barnes, escritor independiente y graduado del programa de diseño textil del Fashion Institute of Technology (concentración en diseño de tejidos), tiene más de diez años de experiencia en aprendizaje electrónico y servicios de información. Como sobreviviente de la enfermedad de Lyme, le apasiona la necesidad de que los entusiastas de las actividades al aire libre se mantengan informados y se protejan de los insectos vectores.
