Plaguicidas (Primera parte)

Autor: Adolfo Girón / Unidad de Química y Ambiente. Centro de Tecnología de los Materiales (CTM). FIIIDT.

Resumen

Los plaguicidas son las substancias utilizadas para el control de plagas, estas incluyen insectos, algas  y enfermedades de las plantas.  Los plaguicidas de origen natural  se han usado por siglos, pero una producción extendida y uso de  los plaguicidas sintéticos modernos no comenzó sino hasta el año de 1940. Actualmente, los plaguicidas es un gran negocio. Los plaguicidas pueden ser empleados para proteger las cosechas de las pérdidas y contribuyen a una producción más eficiente de alimentos. Incluso, son utilizados para la protección de bosques. También son utilizados para destruir plagas, establecer y mantener céspedes de las áreas recreativas y reducir la desnutrición e inanición de humanos y animales. Otro uso resaltante de los plaguicidas,  es en el control de insectos que transmiten enfermedades humanas, tales como: malaria, encefalitis y la plaga bubónica,  entre otros. Lo plaguicidas son: relativamente fácil aplicar, generalmente rentable y el único método práctico de control en algunas situaciones, como por ejemplo el uso del DDT para el control del mosquito. A pesar de su importancia, los beneficios de plaguicidas no se derivan sin consecuencias, por tanto deben ser usados con gran cuidado de manera que la salud de los humanos, animales y el ambiente estén protegidos. Entre los aspectos negativos del uso de estas sustancias podemos mencionar: su toxicidad en humanos, animales, plantas útiles y la persistencia (vida larga) de algunos de estos químicos en el ambiente.  Cuando los plaguicidas entran en los sistemas acuáticos, el costo ambiental puede ser alto y puede originar la muerte de los organismos del medio. El uso de los plaguicidas, es uno de los  factores que contribuyen al declive de peces y otras especies acuáticas. Es probable que el uso de plaguicidas seleccionados sabiamente, junto con las combinaciones de otras medidas de control de plagas y una aplicación segura, pudiera minimizar el impacto negativo al ambiente.

1.- Introducción

Los avances científicos que se produjeron durante la Segunda Guerra Mundial en el desarrollo de productos químicos para la guerra, se extendieron más allá del campo de batalla. El descubrimiento de que los compuestos químicos orgánicos podían, además, destruir insectos y malas hierbas de forma eficaz, ofreció al mundo de la posguerra la posibilidad de mantener una agricultura libre de plagas destructivas. Los plaguicidas se convirtieron así en el milagro de la ciencia moderna, destinados a mejorar las condiciones de vida en todo el mundo.

El uso de los plaguicidas no solo ha contribuido al aumento de la producción agrícola, sino que es directamente responsable de grandes avances en la salud pública, con la supresión y control de vectores de enfermedades infecciosas causantes de importantes mortandades en el pasado. Entre los insecticidas más usados para el control de vectores se encuentra el DDT, que se utilizó por primera vez en la II Guerra Mundial y se extendió a partir de entonces por todo el mundo en grandes cantidades para combatir la fiebre amarilla, el tifus, la elefantiasis, dengue y otras enfermedades transmitidas por insectos.

El uso de plaguicidas se ha incrementado vertiginosamente. No obstante, la visión de un mundo libre de plagas nunca se ha materializado. El envenenamiento del agua, el aire, el suelo, los alimentos y los seres humanos, es el legado de más de 60 años de lucha contra las plagas. El efecto de los plaguicidas es indiscriminado. Eliminan las plagas y otras especies beneficiosas como predadores naturales e insectos parásitos, que en condiciones naturales, atacan a muchas de las especies que son consideradas plagas, impidiendo así que llegue alcanzar un nivel crítico. Al eliminar este equilibrio natural, los plaguicidas empeoran el problema de las plagas.

La resistencia de las plagas, es otra consecuencia alarmante del uso de estas sustancias químicas. Las aplicaciones de plaguicidas nunca eliminan completamente una plaga, los supervivientes suelen estar genéticamente predispuestos a tolerarlos. Gracias a su capacidad para reproducirse, los insectos e incluso la maleza, pueden evolucionar rápidamente, “fijando” sus genes de resistencia dentro de la población. En una temporada de cultivo pueden nacer varias generaciones de insectos, siendo cada generación más inmune a los plaguicidas que la anterior. Esta circunstancia hace que se empleen mayor volumen de sustancias químicas para combatir a los “resistentes”, con lo que el problema del envenenamiento de las cosechas aumenta, entrando en una cadena destructora difícil de ser controlada.

2.- Clasificación de los plaguicidas

Según la OMS, un plaguicida es cualquier sustancia o mezclas de sustancias, de carácter orgánico o inorgánico, que está destinada a combatir insectos, ácaros, roedores y otras especies indeseables de plantas y animales que son perjudiciales para el hombre o que interfieren de cualquier otra forma en la producción, elaboración, almacenamiento, transporte o comercialización de alimentos,  en la producción de madera y alimentos para animales, también aquellos que pueden administrarse a los animales para combatir insectos arácnidos u otras plagas en o sobre sus cuerpos.

El término plaguicida incluye también los siguientes tipos de sustancias: reguladores del crecimiento de las plantas, defoliantes, desecantes, agentes para reducir la densidad de la fruta, agentes para evitar la caída prematura de la fruta y sustancias aplicadas a los cultivos antes o después de la cosecha, para proteger el producto contra el deterioro, durante el almacenamiento y transporte.

Desde el punto de vista de la toxicología, es importante señalar que las formulaciones de plaguicidas además del principio activo incluyen sustancias transportadoras, diluyentes como agua o solventes orgánicos, aditivos e impurezas, que pueden tener potencial tóxico por si mismas.

Los biocidas se pueden clasificar de acuerdo a su actividad biológica, naturaleza química y al grado de toxicidad.

1. Según su actividad biológica

Insecticidas Minerales	Minerales	Compuestos arsenicales Compuestos fluorados Azufre Derivados del selenio
Orgánicos de síntesis	Organofosforados Organoclorados Carbamatos
A base de aceites minerales	Aceites antracénicos Aceites de petróleo
De origen vegetal	Nicotina Piretrina Rotenona
Herbicidas	Minerales	Sales de NH4+, Ca++, Cu++, Fe+++, Mg++, K+, Na+, en forma de sulfatos, nitratos, cloruros, cloratos.
Orgánicos	Fitohormonas Derivados de la urea Triazinas y Diazinas Derivados de los fenil sustituidos y las quinoxalinas Derivados de la oxiquinoleína Derivados de las tiadizinas y tiadiazoles
Otros	Parquat Diquat Piclorame
Fungicidas	Minerales	Sales de cobre Compuestos arsenicales Aceites minerales
Organometálicos	Derivados órganomercuriales
Orgánicos	Carbamatos y ditiocarbamatos Derivados del benceno Amicidas Benzonitrilos
Rodenticidas	Derivados cumarínicos	Warfarinas Sales de talio
Inorgánicos

b) Por su naturaleza química

Organoclorados, organofosforados, carbamatos, derivados de la urea, compuestos heterocíclicos, insecticidas de piretroides (son sustancias químicas que se encuentran en naturaleza y actúan como insecticidas) y compuestos inorgánicos.

c) Por su toxicidad

• Supertóxicos. DL₅₀ < 5 mg/Kg
• Extremadamente tóxicos. DL₅₀ 5-50 mg/kg
• Muy tóxicos. DL₅₀ 50-500 mg/kg
• Moderadamente tóxicos. DL₅₀ 500 – 5000mg/kg
• Ligeramente tóxicos. DL₅₀ 5 – 15 g/Kg
• Prácticamente no tóxicos. DL₅₀ > 15 g/Kg.

Siendo DL₅₀ la dosis letal media, o dosis que estadísticamente produce la muerte de la mitad de la población de animales de laboratorio, expuesta de forma aguda a un compuesto.

3.- Plaguicidas en el ambiente

¿Cómo se introducen los plaguicidas en el ambiente?

Los plaguicidas son introducidos por diferentes vías en los lagos, océanos, reservas naturales, refugio de vida silvestre, bosques y en las áreas urbanas. Estas vías pueden ser por aplicaciones  agrícolas, urbanas, en vías de comunicación y  forestales, también por liberación en accidentes. Los derrames accidentales pueden presentarse durante el transporte de plaguicidas desde el fabricante al usuario, así como en los aeropuertos, granjas, casas o áreas de almacenamiento (Helfrich, 1996). La contaminación ambiental ocurre cuando los biocidas son transportados lejos del sitio de aplicación por el aire y el agua, lo cual significa que no siempre permanecen donde son aplicados, podemos citar algunos ejemplos del transporte de los plaguicidas en el ambiente:

1. El transporte de biocidas volátiles en la atmosfera, estos pueden sufrir procesos de condensación y caer con las lluvias.
2. El escurrimiento de las aguas en las superficies de las áreas agrícolas y urbanas, tratadas con plaguicidas, también transportan a estos contaminantes y contribuyen significativamente a la polución de las aguas subterráneas y superficiales.
3. Otra forma de transporte, es la suspensión de las partículas por el viento del suelo tratado con estos químicos. (figura 1)

4.-. Factores que influyen en la toxicidad de los plaguicidas en los sistemas acuáticos

Los efectos de los plaguicidas en el agua están determinados por los siguientes factores:

• Toxicidad: expresada en forma de DL₅₀ (Dosis Letal). Cuanto más baja es la DL₅₀, mayor es la toxicidad. La respuesta tóxica (efecto) puede seraguda (muerte) ocrónica (efecto que posiblemente no provoque la muerte durante el período de prueba, pero cause en el organismo sometido a prueba efectos observables, como cánceres y tumores, deficiencias reproductivas, inhibición del crecimiento, efectos teratogénicos, etc.).
• Persistencia: medida en términos de vida-mitad, tiempo necesario para que la concentración ambiental disminuya un 50 por ciento. La persistencia está determinada por procesos bióticos y abióticos de degradación. Los procesos bióticos son la biodegradación y el metabolismo; los procesos abióticos son fundamentalmente la hidrólisis, fotolisis y oxidación (Calamari y Barg, 1993). Los plaguicidas modernos suelen tener tiempo de vida media breve, que reflejan el período durante el cual la plaga debe ser controlada.
• Productos degradados: el proceso de degradación puede llevar a la formación de «productos degradados», cuya toxicidad puede ser mayor, igual o menor que la del compuesto original. Por ejemplo, el DDT se degrada en DDD y DDE.
• Destino ambiental: El destino ambiental (compartimiento) de un plaguicida depende de la afinidad natural del producto químico con respecto de uno de los cuatro compartimentos ambientales (Calamari y Barg, 1993): materia sólida (materia mineral y carbono orgánico en partículas), líquido (solubilidad en aguas superficiales y aguas del suelo), forma gaseosa (volatilización) y biota. Este comportamiento recibe con frecuencia el nombre de «compartimentación» y comprende, respectivamente, la determinación de los siguientes aspectos: coeficiente de absorción del suelo (K_OC); solubilidad; Constante de Henry (H), y el coeficiente de partición n-octanol/agua (K_W). Estos parámetros son bien conocidos en el caso de los plaguicidas y se utilizan para prever su evolución ambiental.

Bibliografía

1. Calamari, D. y Barg, U. 1993. Hazard assessment of agricultural chemicals by simple simulation models. En: Prevention of Water Pollution by Agriculture and Related Activities. Actas de la Consulta de Expertos de la FAO.
2. Fernández C. y Juncosa R. 2002. Bioplaguicidas ¿la agricultura del futuro?. Phytoma 141:14-19
3. Grau M. 2003. Toxicología Ambiental. Evaluación de riesgo para la salud humana.  McGraw-Hill.
4. Helfrich, L., D.. Wiegmann, P. Hipkinps and E. Stinson. 1996. Pesticides and aquatic animals: a guide to reducing impacts on aquatic systems. Publication 420-013.
5. Katsuda Y. 1999. Development of and future prospects for pyrethroid chemistry. Pesticide Sciencie. 55:775-782
6. Lagos F. Nuevos insecticidas: “Tendencias en grupo y modos de acción” http://www.menejointegrado.cl/pesticidas/nuevos_insectisidas.htm
7. Ongley, E. 1997). Lucha contra la contaminación agrícola de los recursos hídricos. Estudio FAO Riesgo y Drenaje. http://www.fao.org/docrep/W2598S/w2598s00.htm#Contents
8. Osorio, L. 2002. Plantas que protegen a otras plantas. Liesa. Vol. 17, Num. 24. http://www.leisa-al.org.pe/anteriores/174/15.html
9. Peruzzo, P., Marino, D., Cremonte, C., da Silva, M., Porta, A. y A., Ronco. 2004. Impacto de Plaguicidasen aguas superficiales y sedimentos asociado a cultivos por siembra directa. Conferencia Internacional Usos Múltiples del Agua: Para la Vida y el Desarrollo Sostenible
10. Uri N., A note in the development y use of pesticidas. 1997. The Science of the Total Environment 204, 57-74
11. http://www.epa.gov/pesticides/biopesticides
12. http://www.fao.org/newsroom/es/focus/2004/41655/article_41669es.html
13. http://www.portalmedioambiente.com/html/gestor_articulos/ver_articulos.asp?id=141
14. http://www.biol.unlp.edu.ar/toxicologia/seminarios/parte_2/plaguicidas.html

 

Contacto: adolfohgr@gmail.com