UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS. Licenciatura en Ingeniería Ambiental

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1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Licenciatura en Ingeniería Ambiental Ventajas y desventajas de los insecticidas químicos y naturales MONOGRAFÍA PARA PRESENTAR EL EXAMEN DEMOSTRATIVO DE LA EXPERIENCIA EDUCATIVA DE LA EXPERIENCIA RECEPCIONAL DEL PROGRAMA EDUCATIVO DE INGENIERÍA AMBIENTAL PRESENTA: Humberto Cortés Nicolás Director: M. I. A. Francisca Sandoval Reyes Poza Rica de Hgo., Veracruz Noviembre de 2011

2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS INSECTICIDAS QUÍMICOS Y NATURALES

3 CONTENIDO TEMA: PAG: INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS I. MARCO TEÓRICO Antecedentes históricos de los plaguicidas Etapas iniciales en el desarrollo de los plaguicidas Los plaguicidas sintéticos Otros plaguicidas Situación actual Clasificación de los plaguicidas Origen Naturaleza química Formulación Persistencia Toxicidad Peligrosidad Plaga Definición de los plaguicidas Normatividad Impacto en el sector agropecuario por enfermedades en los cultivos II. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS INSECTICIDAS QUÍMICOS Y NATURALES III. EFECTOS A LA SALUD Y AL MEDIO AMBIENTE Efectos sobre la salud humana Efectos inmediatos Efectos a largo plazo

4 3.2 Efectos sobre el medio ambiente Efectos adversos a corto plazo en el ambiente cercano Efectos adversos a largo plazo en el ambiente cercano Efectos adversos a corto plazo en el ambiente lejano Efectos adversos en el ambiente abiótico Efectos adversos en el ambiente biótico Desarrollo de resistencia Efectos en las cadenas tróficas CONCLUSIONES GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

5 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA: PAG: 1.1 Creación artística que ilustra la aplicación de plaguicidas en la antigüedad Fórmula química del DDT Fórmula química del Paratión Fórmula química del Sevin Fórmula química del Linurón Fórmula general de Triazinas Estructura de la Rotenona Comparación entre la molécula de Nicotina y la de Imidacloprid Estructura de la Rianodina Estructura de la Azadiractina Estructura de la Piretrina I Plaguicidas más usados en México Los plaguicidas y su transporte en el ambiente

6 ÍNDICE DE TABLAS TABLA: PAG: 1.1 Algunos plaguicidas Naturales y Sintéticos Algunos Grupos Químicos de Plaguicidas Clasificación de los Plaguicidas según su Persistencia Clasificación de los Plaguicidas Conforme a su Peligrosidad, según la OMS Clasificación de los Plaguicidas según la Plaga que Atacan o su Etapa de desarrollo Bioinsecticidas utilizados para los principales vectores que 15 transmiten las enfermedades de los cítricos Autoridades que tienen competencia en el ciclo de vida de los plaguicidas Plaguicidas restringidos en México Plaguicidas prohibidos para todo uso en México Plaguicidas prohibidos para su comercialización y uso en 29 México Plaguicidas prohibidos en otros países y autorizados en 30 México Plaguicidas de la docena sucia autorizados en México Presión de vapor de un plaguicida Constante de la Ley de Henry Solubilidad de un plaguicida en agua Rasgos del Koc (ml/g carbono orgánico) Rasgos de Kow de un plaguicida Ventajas de los insecticidas químicos y naturales Desventajas de los insecticidas químicos y naturales

7 INTRODUCCIÓN Cada vez más se cuestiona el uso de insecticidas químicos para el control de plagas y enfermedades de los cultivos debido a su efecto negativo sobre los seres humanos y el medio ambiente. (Fernández C. 2002) El control de insectos plaga en la agricultura ha dependido, en gran medida, del uso de productos químicos sintéticos que aniquilan rápidamente al insecto. Aunque este método contribuye a mantener las poblaciones plaga a niveles tolerables, su uso indiscriminado ha ocasionado varios problemas, entre ellos: la contaminación del suelo y mantos freáticos, efectos tóxicos en animales y el hombre, genotipos resistentes y muerte al mismo tiempo de los enemigos naturales de las mismas plagas y de otros organismos que ante la ausencia de sus reguladores se convierten en plagas secundarias. (L. Franco S. 2006) Los problemas causados por el uso excesivo de insecticidas sintéticos obligan a buscar nuevas alternativas de manejo de insectos plaga. Por estas razones se han considerado a las plantas como un campo apropiado para la búsqueda de nuevas estructuras con menor impacto ambiental y con potencial para el control de plagas agrícolas, dando origen a nuevas e interesantes líneas de investigación. Existen diferentes alternativas a los métodos químicos, como por ejemplo el uso de bioinsecticidas, pero ambos productos tienen sus pros y sus contras, es por ello que en el presente trabajo se muestra una recopilación de información actualizada en el que se hace un estudio minucioso, necesario para conocer las ventajas y desventajas que dichos productos presentan y de esta manera dar una propuesta. La información se estructura de la siguiente forma: Se presenta la introducción en la que de manera general se narra la problemática ambiental de los insecticidas, capítulo I, en el marco teórico se presentará los antecedentes, conceptos de los insecticidas y bioinsecticidas, la normatividad

8 nacional e internacional vigentes, capítulo II, en este apartado se presentan las propiedades fisicoquímicas de los insecticidas químicos y naturales; para conocer específicamente las ventajas y desventajas que ofrecen, capítulo lll, en este capítulo se van a mostrar los efectos que los insecticidas causan a la salud y al medio ambiente, culminando con las conclusiones y la bibliografía.

9 JUSTIFICACIÓN El uso indiscriminado de plaguicidas sintéticos ha ocasionado un impacto desastroso en la salud humana, los ecosistemas agrícolas y no sólo la aparición de poblaciones de insectos cada vez más resistentes a estos productos, sino también un impacto ambiental negativo cada día más notorio, motivo por el cual se buscan métodos alternativos. (Gregor, J. 2008) Los insecticidas han jugado un papel importante en el control de insectos vectores de enfermedades y plagas desde principios del siglo XX. La Organización Mundial de la Salud (OMS) promueve medidas alternativas como el control biológico o el manejo ambiental, en el tiempo y lugar donde ellas sean efectivas y aplicables; también promueve el uso de insecticidas cuando el control biológico no es una alternativa. En tal sentido, los insecticidas continúan siendo un elemento vital en programas de control. (Molina D. 2009) Los productos químicos no siempre dan buenos resultados, por lo que, se presta hoy día, mucha importancia a una agricultura más biológica. La incorporación del control biológico, es un medio de lucha integrada respetando el medio ambiente, debido a que no se emplean insecticidas, lo que da más seguridad, evitando estos productos tóxicos para la salud humana. Por este motivo la finalidad del presente estudio es dar a conocer las ventajas y desventajas de estos insecticidas naturales comparándolos con los insecticidas químicos, mostrando la sustentabilidad que ofrecen y la minimización del impacto a la salud y al medio ambiente.

10 OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL: Realizar un estudio comparativo de las ventajas y desventajas que los insecticidas químicos y naturales tienen sobre la salud y el medio ambiente. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:. Recopilar la información (artículos indexados en revistas reconocidas, textos documentales.) Análisis ordenado de la información. Realizar un análisis comparativo en base a la información documentada y actualizada sobre los insecticidas. Mostrar las conclusiones del estudio.

11 CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Antecedentes históricos de los plaguicidas Los plaguicidas son sustancias o mezcla de sustancias de origen natural o sintético destinadas a prevenir, destruir o controlar cualquier plaga, incluyendo los vectores de enfermedades humanas o de los animales, las especies de plantas o animales indeseables que causan perjuicio o que interfieren de cualquier otra forma en la producción, elaboración, almacenamiento, transporte o comercialización de alimentos, productos agrícolas, madera y alimentos para animales, o que pueden administrarse a los animales para combatir insectos, arácnidos u otras plagas en o sobre sus cuerpos. El término incluye las sustancias destinadas a utilizarse como reguladoras del crecimiento de las plantas, defoliantes, desecantes, agentes para reducir la densidad de fruta o agentes para evitar la caída prematura de la misma, y las sustancias aplicadas a los cultivos antes o después de la cosecha para proteger el producto contra el deterioro durante el almacenamiento y transporte. (CICDUP, 2010) Sin embargo con el paso de los años, el uso de estos compuestos ha provocado una saturación de remanentes químicos en sitios destinados a la agricultura. Es precisamente debido a la fácil dispersión y al uso indiscriminado de estos, que trabajos de investigación sobre el tema han aumentado de forma importante. (Olivera y Rodríguez, 2008) Etapas iniciales en el desarrollo de los plaguicidas Desde épocas remotas el hombre ha combatido a las plagas y, por lo tanto ha utilizado plaguicidas La primera etapa de la historia de los plaguicidas abarcó desde antes de Cristo hasta mediados del siglo XIX y se le suele llamar Era de los productos naturales ). Homero escribió acerca de las propiedades purificadoras del azufre, pues se sabía que esta sustancia atacaba a los mohos. Otros datos son que el uso de las flores de piretro como insecticidas se remonta a 1

12 los tiempos de Jerjes, rey de de Persia, mientras que los chinos utilizaron arsenitos para el control de roedores y otras plagas desde el año 900 de nuestra era (figura1.1). Durante los dos últimos siglos de esta etapa se utilizaron como plaguicidas sustancias más complejas, como el jabón, pero que seguían siendo naturales. A partir de la Revolución Industrial, con el crecimiento de las zonas urbanas y su dependencia de las áreas rurales para proveerlas de alimentos, se requirió una mayor capacidad de producción, almacenamiento y protección de los alimentos. Como resultado, la agricultura que hasta entonces había sido principalmente de subsistencia- adquirió un carácter más industrial. Ante esto, la industria química lanzó al mercado, para combatir las plagas, una serie de sustancias de toxicidad inespecífica y muy bajo costo. Se establecieron entonces las bases de la relación mercantil, que aún perdura, entre la producción de alimentos y fibras y la producción y uso de plaguicidas. Este segundo periodo de la historia de los plaguicidas se conoce como Era de los fumigantes y los derivados del petróleo, y abarca desde mediados del siglo XIX hasta principios del siglo XX. Durante ella se emplearon productos relativamente sencillos como los ácidos carbónico y fénico, el sulfato de cobre con cal, el acetoarsenito de cobre, así como diversos fumigantes, entre ellos disulfuro de carbono y bromuro de metilo. (Albert L. A. 2007) Fig. 1.1 Creación artística que ilustra la aplicación de plaguicidas en la Antigüedad. Fuente: Albert L. A Los plaguicidas sintéticos La tercera etapa en la historia de los plaguicidas se conoce como Era de los productos sintéticos y se inició a mediados de la década de los 20, en Estados Unidos, con la síntesis y el uso de los dinitroderivados. En esta tercera etapa se desarrollaron la mayoría de los plaguicidas sintéticos de uso actual y en ella han 2

13 ocurrido un gran número de intoxicaciones agudas y de problemas ambientales derivados del uso de estos xenobióticos, incluyendo su acumulación indeseable en el ambiente y en los seres vivos. El uso de estos productos se popularizó hasta después de la Segunda Guerra Mundial. El caso del DDT es clásico: aunque se sintetizó por primera vez a fines del siglo pasado, sus propiedades insecticidas no se reconocieron hasta Durante la Segunda Guerra Mundial, los ejércitos aliados consideraron al DDT como estratégico y lo usaron en las zonas de combate para el control de vectores y ectoparásitos. Al fin de la guerra, el DDT se empezó a utilizar ampliamente en la agricultura y, con gran éxito inicial, para el control de vectores causantes de enfermedades como la malaria. A partir del éxito del DDT, se sintetizaron varios insecticidas análogos, como el metoxicloro, y se encontró que otros compuestos organoclorados eran excelentes insecticidas de contacto. En 1945 se introdujeron al mercado varios ciclodienos clorados, entre ellos: aldrín, clordano y heptacloro. Debido a que estos nuevos productos eran eficaces, baratos y fáciles de usar, se supuso que con su ayuda se podría liberar a la humanidad de las plagas que la aquejaban; incluso, cuando en 1946 aparecieron en Suecia y Dinamarca los primeros casos de resistencia de las plagas al DDT, se pensó que se debía a un mal manejo del plaguicida. Las estructuras químicas de los plaguicidas sintéticos desarrollados en esta etapa son extremadamente variadas. Esta variedad influye sobre las propiedades toxicológicas y ambientales de éstos y dificulta los estudios. (Albert L. A. 2007) Otros plaguicidas Los plaguicidas organofosforados se desarrollaron en Alemania, a partir de las investigaciones sobre gases neurotóxicos que se llevaron a cabo en ese país para usar dichos gases como armas químicas. Los plaguicidas que derivan de ésteres carbámicos, también conocidos como carbamatos, se descubrieron en

14 Aunque los primeros piretroides se sintetizaron en la década de los 40, debido al advenimiento de los plaguicidas organofosforados y carbámicos, su desarrollo como insecticidas de importancia comercial no ocurrió de inmediato. El primer piretroide sintético importante, fue la aletrina, al que siguieron varios más, hasta que se logró tener compuestos como la permetrina y la cipermetrina, cuya actividad insecticida y estabilidad permiten que su uso sea redituable. (Albert L. A. 2007) Plaguicidas orgánicos más importantes Derivados halogenados Son compuestos orgánicos que contienen generalmente átomos de cloro en su molécula, y que poseen una alta toxicidad para los insectos. Dentro de este grupo de compuestos el DDT sintetizado en 1874 por Zeidler, quien descubrió sus propiedades fisicoquímicas, tiene una gran importancia en la historia de los insecticidas. Sin embargo, sus propiedades insecticidas no fueron descubiertas hasta 1940 por Müller comenzando a desarrollarse su utilización para usos agrícolas después de la II Guerra Mundial. Actualmente su acumulación en el medio ambiente y en los seres vivos ha dado lugar a restricciones en su uso por parte de algunos países. Fig. 1.2 Fórmula química del DDT Dentro de estos compuestos podemos distinguir tres grupos: a) Derivados halogenados de hidrocarburos alifáticos que son utilizados principalmente como fumigantes: metilbromuro, 1, 2- dicloropropano, etc. 4

15 b) Derivados halogenados de hidrocarburos alicíclicos con importancia práctica como insecticidas y fungicidas: HCH, toxafenol, clordano, heptacloro, aldrín, dieldrín, endrín, etc. c) Derivados halogenados aromáticos: Tienen propiedades insecticidas, acaricidas, herbicidas y fungicidas dependiendo de la naturaleza del átomo de halógeno, del número de ellos en la molécula de benceno y de su posición en el anillo: DDT, DDD, metoxicloro, hexaclorobenceno, etc. Estos compuestos actúan sobre el sistema nervioso de los insectos, aunque no se conoce bien si el mecanismo de acción es por contacto o por ingestión. (Sánchez M. M. J, et al, 2006) Compuestos organofosforados Estos compuestos son ésteres o amidas derivadas del ácido fosfórico, tiofosfórico, ditiofosfórico, fosfónico y fosfínico. Tienen su origen en las investigaciones que se realizaron en la II Guerra Mundial sobre los gases neurotóxicos. El descubrimiento de sus propiedades insecticidas se debe a Schader, siendo el tetrafosfato de hexaetilo el primero de estos compuestos con aplicación comercial y que es, en realidad, una mezcla cuyo componente más activo es el pirofosfato de teraetilo (TEPP). Posteriormente, este mismo científico desarrolló el paratión, que la empresa Bayer empezó a comercializar en Fig. 1.3 Fórmula química del Paratión La mayor actividad de estos compuestos es insecticida, aunque algunos de ellos presentan actividad nematicida, fungicida y herbicida. 5

16 Estos compuestos se caracterizan por tener un espectro de acción más estrecho que el de los organoclorados, con lo que se reduce la destrucción de otros insectos que pueden ser beneficiosos. Otras características son su baja persistencia y fácil descomposición a productos no tóxicos, baja dosis de compuesto por área tratada, metabolismo relativamente rápido en organismos vertebrados y ausencia de acumulación en los mismos, todo lo cual los hace preferibles a los organoclorados. Sin embargo, una desventaja de estos compuestos es su toxicidad, relativamente alta para los vertebrados y seres humanos, que obliga a una manipulación más cuidadosa y su persistencia, no tan corta como se creyó en un principio, sobre todo en determinados tipos de suelos. Algunos de estos compuestos actúan como insecticidas sistémicos, es decir, que son absorbidos por las hojas y parte aérea de la planta, aunque el órgano más común de absorción es la raíz, quedando la planta con niveles tóxicos para determinados parásitos. Entre los compuestos organofosforados utilizados pueden considerarse, además del paratión y el metilparatión, otros como malatión, dimetoato, monocrotofos, diazinón, azinfosmetil, disulfotón, forato, etión, etc. La toxicidad y la acción insecticida de estos compuestos son atribuidas a la inhibición de la actividad acetilcolinesterasa, enzima que se encuentra en las células nerviosas de los insectos y cuya desactivación paraliza su sistema nervioso. (Sánchez M. M. J, et al, 2006) Derivados del ácido carbámico, tiocarbámico y ditiocarbámico Los insecticidas a base de carbamatos fueron desarrollados por la firma Geigy a finales de los años 40 e introducidos por primera vez en Europa en 1953 con el isolán. En Estados Unidos el primer insecticida utilizado en gran escala y todavía en uso fue el carbaril, introducido en 1958 por la Unión Carbide bajo la 6

17 denominación comercial de Sevin, producto de gran actividad y amplio espectro de acción, siendo además barato, estable y relativamente poco tóxico. Fig. 1.4 Fórmula química del Sevin Los carbamatos pueden tener propiedades insecticidas y herbicidas. En el primer caso la máxima actividad corresponde a los derivados N-alquil-carbamato de alquilo o arilo y los N, N-dialquilcarbamatos de hidroxiheterociclos. Entre estos compuestos tienen importancia práctica el aldicarb, bigón, pirolán y carbofuran. En cambio, los derivados N-arilcarbamatos tienen actividad herbicida, como el asulán, betanal y barbán, algunos de los cuales pueden ser sistémicos. Los derivados tio- y ditiocarbamatos, en general, tienen propiedades herbicidas, aunque alguno de ellos presenta también actividad fungicida. Entre estos compuestos se encuentran el molinato, vapán y vegadex. Este grupo de plaguicidas presenta algunas ventajas frente a los compuestos organofosforados como son su eficacia contra insectos resistentes a estos últimos y su mayor seguridad de manejo, pero también presenta desventajas ya que son de producción más difícil, más caros y de mayor toxicidad frente a los insectos polinizadores. Su modo de acción es el mismo que el de los insecticidas organofosforados, es decir, inhiben la actividad de la acetilcolinesterasa. (Sánchez M. M. J, et al, 2006) Derivados de la urea y de la tiourea Estos compuestos presentan principalmente propiedades herbicidas que aumentan notablemente con la presencia de átomos de halógeno en la molécula destacando entre ellos fenurón, monurón, linurón y fluometurón. 7

18 Fig. 1.5 Fórmula química del Linurón Se utilizan principalmente como esterilizantes, en terrenos donde se quiere evitar el crecimiento de todo tipo de plantas y en tratamientos de preemergencia. Actúan inhibiendo la reacción de Hill y por tanto impidiendo el proceso normal de fotosíntesis. (Sánchez M. M. J, et al. 2006) Compuestos heterocíclicos Constituyen un grupo de compuestos con gran actividad sobre todo herbicida. Pueden ser heterocíclicos de 5 ó 6 átomos y con 1,2 ó 3 heteroátomos en el anillo siendo los más importantes las triazinas sustituidas. Presentan también interés algunos derivados de diazinas (piramín), de la piridina (piclorán) y del triazol (aminotriazol). Fig. 1.6 Fórmula general de triazinas La acción fundamental de estos compuestos como la de todos los herbicidas es el bloqueo de la fotosíntesis ya que a concentraciones muy bajas se reduce la fijación de CO 2 y se inhibe la síntesis de la glucosa. (Sánchez M. M. J, et al, 2006) Situación actual La publicación, en 1962, de La Primavera Silenciosa de Rachel Carson, marcó el inicio de un cambio de dirección en la Era de los plaguicidas sintéticos. En él, la 8

19 autora alertó sobre los riesgos para el hombre debidos al contacto frecuente con residuos de plaguicidas, en especial los organoclorados, así como sobre los riesgos de estos productos para otros organismos, en particular las aves. A partir de este libro se realizaron múltiples estudios sobre los efectos adversos de los plaguicidas lo que, a su vez, proporcionó pruebas suficientes para modificar la legislación de muchos países, especialmente los desarrollados, en cuanto al uso, producción y distribución de plaguicidas. En estos países, actualmente se tiende a evitar el uso de las sustancias persistentes y de elevada toxicidad y a sustituirlas por compuestos de menor estabilidad química, menor toxicidad o que imiten estructuras químicas naturales. También van en aumento en ellos los sistemas de manejo integrado de plagas, así como el énfasis en la agricultura orgánica, esto es, en descontinuar totalmente el uso de plaguicidas sintéticos. En contraste, en los países en desarrollo la introducción de muchos de estos compuestos fue muy posterior y en muchos de ellos se sigue utilizando plaguicidas persistentes. Inclusive en un buen número de estos países aún se aplican sistemas agrícolas del tipo Revolución verde los cuales, por un lado, ya han probado su ineficiencia para solucionar los problemas del hombre en el mundo y, por otro, ha causado innumerables problemas ambientales y de salud. Estos países están sujetos a presiones técnicas, económicas y políticas que los inducen a utilizar grandes cantidades de aquellos plaguicidas que sean más eficaces a corto plazo y más baratos y en ellos todavía no se le da suficiente importancia a las múltiples consecuencias adversas para el ambiente y la salud que pueden derivar del uso de estos productos. (Albert L. A. 2007) 1.2 Clasificación de los plaguicidas Se entiende como plaguicida a cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir, destruir o controlar cualquier plaga, incluyendo los vectores de enfermedades humanas o de los animales, las especies no deseadas de plantas, animales que causen perjuicio o interfieran de cualquier otra forma con la producción, elaboración, almacenamiento, transporte o comercialización de 9

20 alimentos, productos agrícolas, madera y productos de madera o alimentos para animales, o que puedan administrarse a los animales para combatir insectos, arácnidos u otras plagas en sus cuerpos o sobre ellos. Mientras que por insecticida entiéndase como cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir, destruir o controlar solo insectos plaga. Los plaguicidas se pueden clasificar de diversas maneras, las más usadas son las que se basan en: Su origen Naturaleza química Formulación Peligrosidad Toxicidad Persistencia La plaga que atacan Origen En cuanto a éste, a los plaguicidas se les puede clasificar en naturales y sintéticos; los de mayor importancia actual son los segundos. Los plaguicidas naturales se clasifican en inorgánicos y orgánicos y, los sintéticos, en organometálicos y orgánicos. En la tabla 1.1 se presentan algunos ejemplos de ambos grupos. (Albert L. A. 2007) Tabla 1.1 Algunos plaguicidas naturales y sintéticos Naturales Sintéticos ORGÁNICOS Nicotina DDT Piretrinas 2,4-D Rotenona Malatión Sabadilla Cipermetrina INORGÁNICOS Arsenio de plomo Sulfato de cobre ORGANOMETÁLICOS NO HAY Derivados de: Tributilestaño Metilmercurio Fuente: Plaguicidas. Lilia A. Albert

21 1.2.2 Naturaleza química En general, se refiere a los plaguicidas desde el punto de vista químico, pues esto permite agruparlos con un criterio uniforme y establecer correlaciones estructuraactividad, estructura-toxicidad, estructura-mecanismos de degradación, etc. En la tabla 1.2, se presentan algunos ejemplos de estos grupos. (Albert L. A. 2007) Tabla: 1.2 Algunos grupos químicos de plaguicidas Organoclorados Carbamatos Organomercuriales Ditiocarbamatos Ditiocarbamatos Quinonas Triazinas Anilidas Fuente: Plaguicidas. Lilia A. Albert Organofosforados Piretroides Organoarsenicales Derivados fenoxi Mencimidazoles Mencimidazoles Tiocarbamatos Cumarinas Formulación De acuerdo con su presentación comercial (formulación), los plaguicidas se pueden clasificar en polvos, líquidos, gases y comprimidos. Esta clasificación es útil en prácticas de aplicación y en prevención de riesgos, pues del tipo de formulación dependen, en gran medida, los riesgos del producto y su capacidad para contaminar el ambiente. Por ejemplo, los polvos plaguicidas incluyen un vehículo higroscópico, que puede ser un talco; la contaminación del ambiente debida a ellos suele ser lenta y la principal vía de intoxicación es la respiratoria. En los plaguicidas que se venden en forma líquida, por lo común, el ingrediente activo, es decir, aquel con acción insecticida, está disuelto en un derivado del petróleo, o bien, forma una suspensión coloidal. Un plaguicida líquido afecta más rápidamente al medio y sus efectos tóxicos son más frecuentes cuando la absorción es por las vías cutánea y oral. Se conoce como fumigantes los plaguicidas que se utilizan en forma de gases. Estos son líquidos cuando están bajo presión, pero gasifican al abrir el recipiente 11

22 que los contiene y llegan al equilibrio con la presión ambiental. Los fumigantes tienen un efecto adverso inmediato sobre el entorno y la salud de los expuestos, en este caso, la principal vía de ingreso es la respiratoria. Los plaguicidas sólidos suelen presentarse en forma de gránulos o de cebos, su aplicación es manual y las intoxicaciones con ellos suelen ocurrir por vía oral. En este caso, la contaminación del ambiente es relativamente lenta. (Albert L. A. 2007) Persistencia Se define como la capacidad de cualquier plaguicida para retener sus características físicas, químicas y funcionales en el medio en el cual es transportado o distribuido, durante un período limitado después de su emisión. Los plaguicidas que persisten más tiempo en el ambiente, tienen mayor probabilidad de interactuar con los diversos elementos que conforman los ecosistemas. Si su vida media y su persistencia es mayor a la frecuencia con la que se aplican, los plaguicidas tienden a acumularse tanto en los suelos como en la biota y con el tiempo, la mayoría de los plaguicidas sufren una degradación como resultado de reacciones químicas y microbiológicas en suelo o agua. En la tabla 1.3 se presenta la clasificación de algunos plaguicidas por su persistencia. (Albert L. A. 2007) Tabla 1.3: Clasificación de los plaguicidas según su persistencia Persitencia Tiempo Ligeramente persistente Menor de 4 semanas Poco persistente De 4 a 26 semanas Moderadamente persistente De 27 a 52 semanas Altamente persistente De 1 a 20 años Permanente Mayor de 20 años Fuente: Catálogo Oficial de Plaguicidas, CICOPLAFEST, Toxicidad Conforme a ella, los plaguicidas se pueden agrupar en los que tienen efectos a corto, mediano y largo plazo. Es muy importante en el manejo y seguimiento 12

23 epidemiológico de las intoxicaciones con estos compuestos, pero tienen las mismas deficiencias que las clasificaciones antes citadas, es decir, no permite analizar la información sobre una base concreta y uniforme, ya que cada grupo incluye sustancias de muy diversa naturaleza química y de comportamiento toxicológico y ambiental muy variado. (Albert L. A. 2007) Peligrosidad La Organización Mundial de la Salud (OMS), agrupa a las formulaciones de plaguicidas conforme a la dosis letal media por vía oral o dérmica la que sea más baja- de su ingrediente activo y los asigna a un grupo específico conforme a su peligrosidad, para lo cual se toman en cuenta, sobre todo, el tipo de formulación y la vía de exposición. La OMS establece que, si el ingrediente activo causa daño irreversible a órganos vitales, es altamente volátil, su efecto es acumulativo, o es alergénico para el hombre, la clasificación se debe ajustar hacia la categoría de mayor peligrosidad. Lo contrario también es posible, es decir, considerar a un producto como de menor peligrosidad si sus caracteristicas lo justifican. En la tabla 1.4 se remume los datos de toxicidad que se toman en cuenta para esta clasificación. (Albert L. A. 2007) Tabla: 1.4: Clasificación de los plaguicidas conforme a su peligrosidad, según la OMS. DL 50 para rata/kg de peso corporal Vía oral Vía dérmica Clase Peligrosidad Sólidos Líquidos Sólidos Líquidos Ia Extremadamente 5 ó menos 20 ó menos 10 ó menos 40 ó menos peligrosos Ib Altamente peligrosos II Moderadamente peligrosos III Ligeramente peligrosos >500 >2 000 >1 000 >4 000 Fuente: Catálogo Oficial de Plaguicidas, CICOPLAFEST, Plaga Otra forma común de clasificar a los plaguicidas se basa en la plaga a la que atacan. Así, a las sustancias que impiden o retrasan el desarrollo de los hongos se 13

24 llama fungicidas, a las que controlan o eliminan a los insectos, insecticidas, etc., como se detalla en la tabla 1.5. También pertenecen a esta clasificación las que se refieren a las etapas en el desarrollo de la plaga. Pese a su popularidad, esta clasificación, puede causar confusiones pues, por una parte, en muchos casos una sustancia puede ser, por ejemplo, insecticida y nematicida a la vez y por otra, no permite establecer correlaciones entre la estructura de la sustancia y sus propiedades. (Albert L. A. 2007) Tabla 1.5: Clasificación de los plaguicidas según la plaga que atacan o su etapa de desarrollo. Plaguicida Insecticida Fungicida Molusquicida Herbicida Acaricida Rodenticida Nematicida Ovicida Larvicida Fuente: Plaguicidas. Lilia A. Albert Atacan a Insectos Hongos Moluscos Malezas Ácaros Roedores Nematodos Huevecillos Larvas 1.3 Definición de los insecticidas químicos y los insecticidas naturales Insecticidas químicos Existen infinidad de definiciones la más completa enuncia que un insecticida es cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir, destruir o controlar insectos plaga, incluyendo los vectores de enfermedades humanas o de los animales. Una definición más sencilla es la que los considera como cualquier sustancia o mezcla de sustancias que se utiliza para el control de insectos plagas que atacan a los cultivos o que son vectores de las enfermedades del hombre. (Albert L. A. 2007). 14

25 Insecticidas de origen natural Históricamente los bioinsecticidas han sido los más estudiados de los biopesticidas, estos pueden estar formulados a base de plantas, virus, bacterias u hongos con propiedades insecticidas. (Fernández C. 2002) Por definición, es aquella sustancia que ejerce su acción biocida debido a la naturaleza de su estructura química. Se trata de un producto concebido para proteger las plantas y eliminar los insectos considerados indeseables o dañinos. El insecticida biológico o natural está elaborado respetando el medio ambiente y nuestra salud. Estos productos, a diferencia de otros insecticidas convencionales, están compuestos por plantas, aceites vegetales y un activo no químico que determinará sus efectos. Este activo se extrae, muy a menudo, de plantas con propiedades insecticidas. (Tamez G. P, 2001) Los insecticidas naturales actúan inmediatamente sobre los insectos dañinos por contacto o ingestión. Su bajo nivel de adherencia hace que se deba aplicar de manera constante (tabla 1.6). (Silva A. G. 2006) Tabla 1.6: Bioinsecticidas utilizados para los principales vectores que transmiten las enfermedades de los cítricos. Productos vs plagas Principio activo Plaga que atacan BIODi e Tricarboxilos vegetales Diaphorina Acaro blanco Pulgón negro Piojo marinoso CinnAcar Nimicide 80 CiMax Cinnamomun zeylanicum Cinnamaldehido Acido cinámico Azadiractina Salanina Meliantrol Cinnamomun zeylanicum Azadiractina Aceite de soya Fuente: Cítricos Manejo Bioracional de Diaphorina!, Diaforina Acaro blanco Pulgón negro Piojo marinoso Diaforina Acaro blanco Pulgón negro Diaforina Acaro blanco Pulgón negro Piojo marinoso

26 Descripción de algunos compuestos: Rotenona La rotenona es un flavonoide que se extrae de las raíces de dos plantas que son Derris spp (Fabaceae) y Lonchocarpus spp (Fabaceae). De la primera se puede obtener un 13% de rotenona mientras que de la segunda un 5%. Derris spp es nativa de los trópicos orientales, mientras que Lonchocarpus spp es del hemisferio occidental. Este compuesto es un insecticida de contacto e ingestión, que actúa también como repelente. Su modo de acción implica una inhibición del transporte de electrones a nivel de mitocondrias bloqueando la fosforilación del ADP a ATP. Por esto se dice que actúa inhibiendo el metabolismo del insecto. Los síntomas que presentan los insectos intoxicados con rotenona son; disminución del consumo de oxigeno, depresión en la respiración y ataxia que provocan convulsiones y conducen finalmente a la parálisis y muerte del insecto por paro respiratorio. (Silvia A. G. 2006) Fig. 1.7 Estructura de la Rotenona Sabadilla Es un compuesto derivado de las semillas de una planta de origen sudamericano conocido como Schoenocaulon officinale (Liliaceae).Las semillas de esta planta han demostrado tener cantidades importantes de alcaloides que le confieren las propiedades tóxicas. Su modo de acción es a través de las membranas celulares de las neuronas causando una disminución de las funciones nerviosas, parálisis y 16

27 muerte. El polvo de estas semillas es uno de los insecticidas vegetales de menor toxicidad para mamíferos pero no así si se aíslan sus alcaloides que pueden llegar a ser altamente tóxicos además de irritantes para la piel. (Silva A. G. 2006) Nicotina La nicotina es un alcaloide derivado de plantas de la familia Solanaceae, especialmente tabaco (Nicotiana tabacum). Sus propiedades insecticida fueron reconocidas en la primera mitad del siglo XVI. Este compuesto no se encuentra en la planta en forma libre sino que formando maleatos y citratos. La nicotina es básicamente un insecticida de contacto no persistente. Su modo de acción consiste en mimetizar la acetilcolina al combinarse con su receptor en la membrana postsináptica de la unión neuromuscular. El receptor acetilcolínico, es un sitio de acción de la membrana postsináptica que reacciona con la acetilcolina y altera la permeabilidad de la membrana; la actividad de la nicotina ocasiona la generación de nuevos impulsos que provocan contracciones espasmódicas, convulsiones y finalmente la muerte. Hoy en día se encuentran en el mercado un grupo de insecticidas conocidos como neonicotinoides que son copias sintéticas o derivadas de la estructura de la nicotina como son Imidacloprid, Thiacloprid, Nitempiram, Acetamiprid y Thiamethoxam entre otros. (Silva A. G. 2006) Fig. 1.8 Comparación entre la molécula de nicotina y la de Imidacloprid 17

28 Riania Este compuesto se obtiene de los tallos y raíces de una planta originaria de América del Sur conocida como Riania speciosa (Flacourtiaceae).De esta planta se obtiene una serie de alcaloides, siendo el más importante la rianodina. Este alcaloide actúa por contacto y vía estomacal afectando directamente a los músculos impidiendo su contracción y ocasionando parálisis. (Silva A. G. 2006) Fig. 1.9 Estructura de la rianodina Azadiractina Este compuesto es un tetraterpenoide característico de la familia Meliaceae pero especialmente del árbol Neem (A. indica), originario de la india. Este se encuentra en la corteza, hojas y frutos de este árbol pero la mayor concentración se ubica en la semilla. Este compuesto no ha podido ser sintetizado en laboratorio además de que cuando ha sido aislado y probado solo, los resultados han sido menores a cuando se aplican extractos. En el extracto se han identificado alrededor de 18 compuestos entre los que destacan salanina, meliantrol y azadiractina que es el que se encuentra en mayor concentración. Muestra acción antialimentaria, 18

29 reguladora del crecimiento, inhibidora de la oviposición y esterilizante. Hoy en día ya se pueden encontrar formulaciones comerciales de Neem con nombres como Neem Gold, Neemazal, Econeem, Neemark, Neemcure y Azatin entre otros, en países como Estados Unidos, India, Alemania y varios países de América Latina. (Silva A. G. 2006) Fig Estructura de la azadiractina Piretrinas Las piretrinas son esteres con propiedades insecticida obtenidas de las flores del piretro (T. cinerariaefolium). Los componentes de esta planta con actividad insecticida reconocida son seis ésteres, formados por la combinación de los ácidos crisantémico y pirétrico y los alcoholes piretrolona, cinerolona y jasmolona. Estos compuestos atacan tanto el sistema nervioso central como el periférico lo que ocasiona descargas repetidas, seguidas de convulsiones. Estudios han demostrado que estos compuestos taponan las entradas de los iones de sodio lo que trae como consecuencia que dichos canales sean afectados por fuerzas intermoleculares alterando la conductividad del ión en tránsito causada por la activación de estos canales. Sin lugar a dudas la característica más importante de estos compuestos es su alto efecto irritante que hace que el insecto apenas entre en contacto con la superficie tratada deje de alimentarse. Las piretrinas son el mejor ejemplo de la copia y modificación de moléculas en laboratorio pues como se dijo anteriormente dieron origen a la familia de los piretroides. (Silva A. G. 2006) 19

30 Fig Estructura de la piretrina I 1.4 Normatividad Normatividad nacional Las normas técnicas que regulan diferentes aspectos durante el ciclo de vida de los plaguicidas se determinan según el procedimiento establecido por la Ley Federal de Metrología y Normalización, pasando a ser Normas Oficiales Mexicanas cuando son de carácter obligatorio, y Normas Mexicanas cuando son voluntarias. En México diversas autoridades federales tienen competencia para la regulación y control de los plaguicidas a lo largo de su ciclo de vida, en materia agrícola, de salud, medio ambiente, transporte, comercio y trabajo; en la mayoría de los casos en un solo aspecto a controlar intervienen más de una Secretaría, (Tabla 1.7). (INE, 2007) 20

31 Tabla 1.7: Autoridades que tiene competencia en el ciclo de vida de los plaguicidas. Fases del ciclo de vida de los plaguicidas Instancias responsables del control Importación y exportación SAGAR/SSA/SEMARNAT/ECOFI/SHCP Registro SSA Proceso y uso SEMARNAT/SSA/SAGAR/STPC Almacenamiento SSA/SCT/STPS Transporte SCT/SSA/SEMARNAT/STPS Comercialización SAGAR/SECOFI/SSA Efectividad biológica SAGAR Establecimiento de Límites Máximos SSA/SAGAR de Residuos de Plaguicidas (lmr) en productos agrícolas Control de residuos en productos SSA * agrícolas Control de calidad de plaguicidas SSA * Descargas al agua SEMARNAT/SSA/SEDEMAR Emisiones al aire SEMARNAT/SSA Residuos peligrosos SEMARNAT/SSA/SCT Ambiente laboral STPS/SSA Salud ocupacional SSA/STPS Salud Ambiental SSA Saneamiento e impacto ambiental SEMARNAT * Control de calidad sanitaria para prevenir riesgo Fuente: Lo que usted debe saber sobre la gestión de plaguicidas en México, Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT, 2007 Cicoplafest: Desde 1987, respondiendo a las presiones de simplificar los trámites administrativos y los procesos de gestión frente a la apertura comercial, se creó la Comisión Intersecretarial para el Control y Uso de Plaguicidas, Fertilizantes, y Sustancias Tóxicas. A esta comisión se le conoce como la Cicoplafest y está formada por seis secretarías de estado, a saber: la Secretaría de Salud que la preside actualmente-; la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa); la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat); la Secretaría de Economía, y en los últimos años se 21

32 integraron la Secretaría del Trabajo y Previsión Social y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Cada dependencia que integra la Cicoplafest debe coordinarse para el ejercicio de sus atribuciones con respecto a plaguicidas, que le confiere por la Ley de Metrología y Normalización, la Ley General de Salud, la Ley de Sanidad Fitopecuaria, la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y demás disposiciones legales aplicables. Una importante tarea de la Cicoplafest es elaborar el Catálogo Oficial de Plaguicidas que contiene la lista de los plaguicidas prohibidos, restringidos y los que están autorizados para su venta y uso en México. En cada uno de los plaguicidas del Catálogo se indica, la categoría toxicológica, los efectos adversos a la salud y medio ambiente, los cultivos en los que está autorizado, la formulación, los días de intervalo necesarios a respetar después de cada aplicación, y los límites máximos de residuos permitidos. El último Catálogo Oficial de Plaguicidas es de 1998, y a la fecha se está actualizando para su próxima publicación. Teniendo como guía dicho Catálogo, la Secretaría de Agricultura elabora el Manual de Plaguicidas, dirigido al técnico de campo, donde señala en cada cultivo los plaguicidas recomendados para cada plaga, las dosis adecuadas para su aplicación, los intervalos de seguridad y los límites máximos de residuos. Tanto el Catálogo Oficial de Plaguicidas como el Manual tienen una difusión muy limitada y no se pueden consultar electrónicamente, lo que constituye un obstáculo importante para que el público tenga acceso a esta información. (INE, 2007) Ordenamientos jurídicos que establecen medidas de control de plaguicidas: Los plaguicidas se encuentran regulados por disposiciones ambientales, sanitarias, fito y zoosanitarias, laborales y de autotransporte. Asimismo, de manera indirecta diversas disposiciones aduanales y de comercio exterior 22

33 establecen disposiciones que deben ser observadas en el manejo de plaguicidas. Estas leyes, reglamentos y normas se enumeran a continuación: Leyes y reglamentos Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente. 1. Reglamento en materia de impacto ambiental 2. Reglamento en Materia de Residuos Peligrosos Ley General de Salud 1. Reglamento en Materia de control Sanitario de Actividades, Establecimientos, Productos y Servicios. Ley Federal de Trabajo 1. Reglamento General de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Ley Federal de Sanidad Vegetal Ley Federal de Sanidad Animal Ley de Caminos, Puentes y Autotransporte Federal 1. Reglamento de Autotransporte Terrestre de Materiales y Residuos Peligrosos. Ley de Comercio Exterior Ley Aduanera 23

34 Normas Oficiales Mexicanas vigentes y en proyecto Ecológicas Norma Oficial Mexicana NOM-090-SEMARNAT-1994, que establece los requisitos para el diseño y construcción de los receptores de agroquímicos. Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-1993, que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. Sanitarias Norma Oficial Mexicana NOM-044-SSA1-1993, que establece los requisitos para contener plaguicidas. Envase y embalaje. Norma Oficial Mexicana NOM-045-SSA1-1993, que establece el etiquetado de plaguicidas. Productos para uso agrícola, forestal, pecuario, de jardinería, urbano e industrial. Norma Oficial Mexicana NOM-046-SSA1-1993, que establece el etiquetado de plaguicidas. Productos para uso doméstico. Proyecto de NOM-058-SSA1-1993, por la que se establecen los requisitos sanitarios para los establecimientos que fabrican y formulan plaguicidas y fertilizantes y que procesan sustancias tóxicas o peligrosas Proyecto de NOM-043-SSA1-1993, relativa al almacenamiento de plaguicidas. Zoosanitarias Norma Oficial Mexicana NOM-023-ZOO-1994, que establece el análisis de residuos de plaguicidas organoclorados y bifenilos policlorados en grasa de bovinos, equinos, porcinos, ovinos y aves por cromatografía de gases. Fitosanitarias Proyecto de NOM-032-FITO-1995, por la que se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para la realización de estudios de efectividad biológica de plaguicidas agrícolas y su dictamen técnico. 24

35 Proyecto de NOM-033-FITO-1995, por la que se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para el aviso de inicio de funcionamiento que deberán cumplir las personas físicas o morales interesadas en comercializar plaguicidas agrícolas. Proyecto de NOM-034-FITO-1995, por la que se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para el aviso de inicio de funcionamiento que deberán cumplir las personas física o morales interesadas en la fabricación, formulación, formulación por maquila, formulación y/o maquila e importación de plaguicidas agrícolas. Proyecto de NOM-050-FITO-1995, por la se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para efectuar ensayos de campo para el establecimiento de límites máximos de residuos de plaguicidas en productos agrícolas. Proyecto de NOM-051-FITO-1995, por la que se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para el manejo de plaguicidas agrícolas cuya adquisición y aplicación está sujeta a la recomendación escrita de un profesional fitosanitario. Proyecto de NOM-053-FITO-1995, por la que se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para realizar la difusión de la publicidad de insumos fitosanitarios. Proyecto de NOM-057-FITO-1995, por la que se establecen los requisitos y especificaciones fitosanitarias para emitir el dictamen de análisis de residuos de plaguicidas. Proyecto de NOM para el manejo y disposición final para envases de plaguicidas y fertilizantes. Higiene y seguridad industrial Norma Oficial Mexicana NOM-005-STPS Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias inflamables y combustibles (DOF, 03-dic-93). 25

36 Norma Oficial Mexicana NOM-006-STPS Relativa a las condiciones de seguridad e higiene para la estiba y desestiba de los materiales en los centros de trabajo (DOF, 03-dic-93). Norma Oficial Mexicana NOM-009-STPS Relativa a las condiciones de seguridad e higiene para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias corrosivas, irritantes y tóxicas en los centros de trabajo (DOF, 13- jun-94). Norma Oficial Mexicana NOM-010-STPS Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral (DOF, 08-jul-94). Transporte Norma Oficial Mexicana NOM-002-SCT Listado de las substancias y materiales peligrosos más usualmente transportados (DOF, 30-oct-95). Norma Oficial Mexicana NOM-003-SCT Características de las etiquetas de envases y embalajes destinadas al transporte de materiales y residuos peligrosos (DOF, 21-ago-95). Norma Oficial Mexicana NOM-004-SCT Sistema de identificación de unidades destinadas al transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos (DOF, 13-sept-95). Norma Oficial Mexicana NOM-005-SCT Información de emergencia para el transporte terrestre de substancias, materiales y residuos peligrosos (DOF, 24-jul-95) Norma Oficial Mexicana NOM-006-SCT Aspectos básicos para la revisión ocular diaria de la unidad destinada al autotransporte de materiales y residuos peligrosos (DOF, 23-ago-95). Norma Oficial Mexicana NOM-007-SCT Marcado de envases y embalajes destinados al transporte de sustancias y residuos peligrosos (DOF, 18-ago-95). 26