Informe especial: ¿Cuál es el destino de los agroquímicos luego de su aplicación?

La seguridad ambiental es un tema de interés general que está siempre en el tapete. Sin embargo cuando se habla de productos fitosanitarios, son menos las certezas que se tienen, que los miedos. Este informe pretende arrojar luz sobre varios aspectos que por lo general son soslayados y están  relacionados a la interacción de los agroquímicos con el ambiente. 

¿Cuál es el destino de los pesticidas en el medio ambiente?

El destino de un plaguicida se describe por cómo y dónde entra en el medio ambiente, cuánto dura y dónde va.

¿Cómo influye la aplicación de pesticidas en el destino de los mismos?

La manera en que ingresa un producto en el medio ambiente es el primer paso para determinar su destino. La distribución inicial se determina por el método de aplicación, la cantidad, el momento, la frecuencia y la colocación. Las condiciones climáticas durante la aplicación también pueden afectar a la distribución inicial. También son importantes la forma de la tierra (topografía), el tipo y densidad de la vegetación, las condiciones del suelo y la proximidad de las masas de agua.  En conjunto, estos factores ayudan a determinar la cantidad de pesticida que se distribuye en el aire, el suelo, el agua, las plantas y los animales. El destino de los plaguicidas aplicados a las áreas cerradas, tales como el espacio de invernadero, y los edificios públicos y privados, difieren de las aplicaciones al aire libre.

¿Qué sucede con un pesticida después de la aplicación?

Con el tiempo, el plaguicida puede:

(1) Descomponerse.

(2) Ser redistribuido dentro del sitio de aplicación.

(3) Moverse fuera del sitio.

El movimiento fuera del sitio incluye el contacto del pesticida con el   agua superficial, subterránea y la atmósfera. El movimiento fuera del sitio también incluye los residuos de agroquímicos  en un cultivo o ganado cuando es removido del sitio de producción.

La descomposición y el movimiento ocurren simultáneamente. En muchos casos, los dos procesos juntos determinan la disipación de pesticidas en el lugar exacto de la mensura.

¿Cómo se descomponen los plaguicidas?

El tiempo que dura un plaguicida o persiste en el medio ambiente está determinado por su resistencia a la descomposición.

Todos los pesticidas reaccionan en el ambiente para formar nuevos productos químicos. La velocidad a la que reaccionan y los productos formados  son dos aspectos fundamentales. Hay muchas maneras en que los pesticidas pueden interaccionar con el ambiente, pero la mayoría de las veces reaccionan con oxígeno (oxidación) o con agua (hidrólisis).

Además, todos los plaguicidas están sujetos a descomposición en presencia de luz solar. En el suelo y los sedimentos, los microorganismos (bacterias, hongos, etc.) son los principales responsables de la descomposición de los plaguicidas. Algunos pesticidas pueden entrar en las raíces de las plantas o el follaje y descomponerse a través del metabolismo de la planta. Los plaguicidas aplicados directamente a los animales también están sujetos a absorción y metabolismo. 

¿Qué determina cuán rápido se rompen las moléculas pesticidas?

La velocidad a la que se produce el cese del efecto del pesticida (como biocida),  depende de su reactividad en el medio (aire, suelo, agua, plantas, animales). Cada formulación tiene propiedades únicas que determinan la reactividad. Algunos plaguicidas son sensibles a condiciones ácidas y / o básicas (pH), (por ejemplo el glifosato)  otros son sensibles a la luz solar, (muchos de los herbicidas que se deben incorporar con agua o laboreo y que por lo general tienen acción residual). Otros están sujetos al ataque microbiano o metabolismo de plantas y animales.

¿Cómo afecta el ambiente a la descomposición de los pesticidas? 

Los distintos factores del medio ambiente también determinan la rapidez con que los plaguicidas se descomponen.

En la atmósfera, la mayoría de los plaguicidas se descomponen rápidamente por reacción con oxígeno o radicales libres, catalizados por la luz solar (fotólisis indirecta). Algunos pesticidas se descomponen al absorber directamente la luz solar (fotólisis). Los que persisten pueden recorrer largas distancias en la atmósfera.

En el agua, la descomposición suele ser por hidrólisis, a menudo mediada por el pH. En los sistemas acuáticos, la descomposición de plaguicidas por microorganismos en los sedimentos también puede ser importante. La vía predominante en el suelo es la degradación microbiana, aunque para algunos plaguicidas la degradación química es importante. Los plaguicidas son también susceptibles a la fotólisis en el suelo y las superficies foliares. Los plaguicidas se descomponen en las plantas o animales (incluidos los microorganismos) por el metabolismo. Las reacciones metabólicas son catalizadas por enzimas. Las condiciones ambientales pueden influir en la velocidad de reacción y, por tanto, en la rapidez con que se rompen los plaguicidas. Para el aire, estas condiciones incluyen temperatura, humedad, intensidad de luz solar y radicales libres. Para el agua, las condiciones incluyen la temperatura, el pH, la intensidad de la luz solar y la actividad microbiana del sedimento. Para el suelo, las condiciones incluyen temperatura, tipo de suelo, materia orgánica, humedad, pH, aireación y actividad microbiana. Para plantas y animales las condiciones incluyen las tasas de absorción, metabolismo y eliminación. El metabolismo puede depender de la temperatura. 

¿Cuánto tiempo demoran en descomponerse?

El tiempo que dura un plaguicida en el medio ambiente está determinado por una serie de factores, entre ellos:

1) Cuánto se introduce y cómo se distribuye;

2) Su reactividad con el medio ambiente;

3)Condiciones específicas del medio circundante.

La persistencia de los plaguicidas se expresa a menudo en términos de vida media. Este es el tiempo requerido para que la mitad de la cantidad original se descomponga. Los plaguicidas se pueden dividir en 3 categorías basadas en su vida media:

No persistentes – menos de 30 días;

Moderadamente persistente – 30 a 100 días;

Persistente – mayor de 100 días.

Debido a que los valores de la semi-persistencia pueden variar considerablemente dependiendo de las condiciones ambientales, a menudo se informan como un rango para cada medio.

¿Qué sucede con los pesticidas cuando se rompen?

El desglose completo de los pesticidas y otras sustancias orgánicas se llama mineralización. Los productos de mineralización son: dióxido de carbono, agua y minerales que contienen elementos que comúnmente incluyen azufre, fósforo, nitrógeno y los halógenos: cloro, flúor y bromo. Los plaguicidas generalmente forman muchos productos de descomposición. Estos productos se descomponen a otros productos. Puede haber muchos pasos antes de la mineralización. Rara vez se sabe si  un pesticida se ha mineralizado por completo, y mucho menos cuando. Algunos productos de descomposición de pesticidas se incorporan a la materia orgánica del suelo. Aquellos absorbidos por plantas o animales pueden ser utilizados por el organismo o los metabolitos excretados. En algún momento de la descomposición de un pesticida, los productos ya no son motivo de preocupación, ya que no son biológicamente activos (tóxicos). Por lo general, los productos de descomposición inicial son mucho menos tóxicos que el pesticida, pero a veces son de toxicidad similar o mayor.

¿Cómo se mueven los plaguicidas en el medio ambiente?

Los plaguicidas pueden moverse de su distribución inicial por una serie de procesos. En el aire y el agua (incluyendo el aire y el agua en el suelo) los plaguicidas sólo se mueven distancias cortas por difusión. Para viajar largas distancias, los plaguicidas se mueven por transferencia de masa (flujo masal), generalmente en agua o aire en movimiento. La tendencia de un plaguicida a moverse en el aire o el agua está determinada por la cantidad que retienen las superficies en las que fue depositado. Los pesticidas pueden adherirse al suelo, vegetación u otras superficies. La fuerza de la sorción a menudo determina la disponibilidad de un pesticida a la transferencia de masa.

¿Cómo entran los pesticidas en la atmósfera?

La transferencia del agua, del suelo o de las superficies de la planta al aire se llama volatilización. La volatilización se produce cuando los residuos de la superficie de los plaguicidas cambian de sólido o líquido a gas. Los vapores del pesticida difunden una distancia muy corta y entonces se barren con la corriente de aire. Bajo condiciones ideales, cada plaguicida tiene una tendencia característica a convertirse en un gas, que se llama su presión de vapor. El medio también influye en la presión de vapor: cuanto más fuertemente adsorbido o absorbido, menor es la presión de vapor. La temperatura afecta también a la presión de vapor: una temperatura más alta resulta en una mayor tendencia a volatilizarse, dando como resultado una mayor presión de vapor. Los plaguicidas también pueden pasar al aire como partículas, adsorbidos en el polvo, o como gotitas o aerosoles durante la aplicación. Otras propiedades de los pesticidas que son importantes para el movimiento, son la solubilidad en el agua, la tendencia a la adsorción del suelo y la tendencia a la absorción de la planta.

Al determinar la tendencia a pasar del agua al aire, para los plaguicidas con presión de vapor similar, aquellos con mayor solubilidad en agua tendrán menor volatilidad.

Describe la tendencia de un plaguicida a volatilizarse del agua o suelo húmedo. El valor se calcula usando la presión de vapor, solubilidad en agua y peso molecular de un plaguicida . El Coeficiente de partición aire-agua (Hc) tiene la siguiente expresión: Donde: p = presión de vapor del plaguicida (Pa) c = solubilidad en agua (mol m-3) Siendo las unidades de Hc = Pa m3/mol.

¿Cómo se introducen los plaguicidas en las aguas subterráneas y de superficie?

La solubilidad en agua y la adsorción al suelo son importantes para determinar la tendencia de un pesticida a moverse a través del perfil del suelo con agua infiltrante y sobre el suelo con escurrimiento. La mayoría de los pesticidas que tienen baja solubilidad en agua también tienden a absorber fuertemente al suelo, pero hay excepciones.

Cuanto más fuertemente un pesticida se adsorbe al suelo, menor es la tendencia a moverse con agua infiltrante. Las propiedades del suelo también son importantes, ya que cada suelo tiene una capacidad característica para adsorber pesticidas. Los suelos ricos en arcilla y materia orgánica absorben pesticidas mejor que los suelos arenosos bajos en materia orgánica.

La estructura del suelo también es importante ya que determina la tasa de infiltración. El agua que se infiltra rápidamente puede mover pesticidas en la superficie más profundamente en el suelo, ya que tienen menos tiempo para la sorción.

Los suelos que absorben débilmente los pesticidas y tienen una tasa de infiltración rápida son más sensibles a la contaminación del agua subterránea que los suelos que absorben fuertemente los pesticidas y tienen una tasa de infiltración lenta. La sorción del suelo y la tasa de infiltración también determinan la pérdida de plaguicidas en la escorrentía. Los suelos con una tasa de infiltración lenta pueden ser más propensos a la escorrentía, ya que más agua permanecerá en la superficie. Los plaguicidas absorbidos por el suelo no se perderán por escurrimiento.

Sin embargo, en los casos severos de erosión del suelo, los pesticidas adheridos al mismo se irán también con la escorrentía. Para entender el potencial de movimiento de pesticidas hacia las aguas subterráneas o en la escorrentía, se deben evaluar las propiedades de los pesticidas, los factores de aplicación, las condiciones del suelo y del sitio. Las lluvias, las prácticas de riego y la evapotranspiración también influirán significativamente en el potencial de movimiento de plaguicidas en el agua.

¿Cómo afecta la absorción vegetal al movimiento de los pesticidas?

La captación de plantas puede ser importante para el movimiento de pesticidas. Los plaguicidas que son absorbidos por las plantas no están disponibles para el movimiento en la atmósfera, o el movimiento en el agua de tierra o superficial. Sin embargo, sus residuos seguirán la ruta del material a cosechar.

¿Qué sucede con los pesticidas aplicados en interiores?

Los plaguicidas aplicados al suelo, agua, vegetación u otras superficies en interiores usualmente se descomponen a una velocidad menor que los pesticidas aplicados al aire libre. Esto se debe principalmente a la falta de luz solar en el interior. Esto incluye invernaderos de vidrio, ya que la luz UV necesaria para la descomposición de pesticidas es filtrada por el vidrio. Los plaguicidas aplicados en interiores no se ven afectados por el viento o la lluvia, y son menos propensos a moverse por transferencia de masa desde el punto de aplicación. La pérdida de vapor también puede ser menor, ya que las superficies no están expuestas al calor del sol.

Conclusión

“La materia no se crea ni se pierde sino que se transforma”. Entender la complejidad de los flujos que relacionan a los pesticidas con los factores ambientales, es de fundamental importancia en cualquiera de las etapas de aplicación de un pesticida. Es prácticamente imposible borrar la huella de los mismos, pero lo fundamental es no tener miedo, sino conocimientos, y en función de éstos aplicar criterios a la hora de manipular los mismos. La conciencia y el uso racional, son un punto de partida fundamental para compatibilizar las aplicaciones fitosanitarias con la disminución de perjuicios ambientales y sobre todo a la salud del hombre.

Fuente consultada: http://extoxnet.orst.edu/faqs/index.htm