Plaguicida

Antecedentes

La palabra "pesticida" es un término amplio que se refiere a cualquier dispositivo, método o producto químico que mata plantas o animales que compiten por el suministro de alimentos de la humanidad o que son indeseables de otra manera. Los pesticidas incluyen insecticidas, fungicidas, herbicidas, nematocidas (usados ​​para matar nematodos, gusanos cilíndricos alargados) y raticidas. De estos diversos plaguicidas, los insecticidas tienen una historia más larga y más notable, quizás porque el número de insectos etiquetados como "plagas" excede en gran medida el número de todas las demás "plagas" de plantas y animales combinadas. Por lo tanto, este artículo se centra en el uso de insecticidas agrícolas.

Desde que comenzaron a cultivar cultivos (alrededor del 7000 A.C. ) si no antes, los seres humanos han ideado métodos para evitar que los insectos se coman o destruyan cosechas preciosas. Algunas culturas se basaron en la práctica de plantar durante ciertas fases de la luna. Otras prácticas agrícolas tempranas que indirectamente mantuvieron bajas las poblaciones de insectos fueron los cultivos rotativos; plantar cultivos pequeños y variados; y seleccionando plantas naturalmente resistentes. La gente recogía insectos de las plantas a mano y hacía ruido para ahuyentar a los saltamontes. También se utilizaron productos químicos desde el principio. Los pétalos triturados del piretro (un tipo de crisantemo), el azufre y el arsénico se utilizaron en Oriente Medio, Roma y China, respectivamente. Los chinos también utilizaron depredadores naturales como las hormigas para comer insectos indeseables.

Todos los intentos de control de plagas fueron prácticamente asuntos individuales hasta la década de 1840, cuando un hongo norteamericano llamado mildiú polvoriento invadió Gran Bretaña y la epidemia se controló con aplicaciones de azufre a gran escala. El escarabajo de Colorado en el oeste de los Estados Unidos fue el próximo objetivo:en 1877, los colonos occidentales habían aprendido a proteger su cultivo de papa mediante el uso de productos químicos insolubles en agua como el verde de París. Le siguieron otros pesticidas como la derria, la quassia y el aceite de alquitrán, pero los pesticidas del siglo XIX eran débiles. Debían complementarse con la introducción de depredadores naturales o, en algunos casos, mediante el injerto de plantas amenazadas en patrones más resistentes.

Para la Segunda Guerra Mundial, solo existían unos 30 pesticidas. La investigación durante la guerra produjo DDT (dicloro-difenil-tricloroetano), que se había sintetizado en 1874 pero no fue reconocido como insecticida hasta 1942. Pronto siguieron otros pesticidas fuertes, como el clordano en 1945 y la endrina en 1951. Veneno La investigación de gases en Alemania produjo los compuestos organofosforados, el más conocido de los cuales es el paratión. Estos nuevos pesticidas eran muy fuertes. Investigaciones posteriores arrojaron cientos de compuestos organofosforados, el más notable es el malatión, que se utilizó recientemente en California contra la moscamed.

Hasta la década de 1800, cuando la gente comenzó a fumigar jardines personales con máquinas bastante grandes, los pesticidas generalmente se aplicaban a mano. Los aviones no se utilizaron hasta la década de 1920, y los vuelos lentos, bien controlados y de bajo nivel no se implementaron hasta la década de 1950. La primera aspersión aérea de plaguicidas sintéticos utilizó grandes cantidades de materiales inertes, 4000 litros por hectárea (una hectárea equivale a 2,47 acres). Esta cantidad se redujo rápidamente a 100 a 200 litros / hectárea, y para la década de 1970 la cantidad se había reducido (en algunos casos) a 0,3 litros por hectárea del ingrediente mismo (por ejemplo, malatión) aplicado directamente a los campos.

En la fabricación de pesticidas, un ingrediente activo se sintetiza por primera vez en una fábrica de productos químicos. A continuación, un formulador mezcla el ingrediente activo con un portador (para pesticidas líquidos o con polvos inertes o fertilizantes secos (para pesticidas en polvo, luego los embotella o empaqueta). Los pesticidas líquidos se envasan en bidones de 200 litros para operaciones a gran escala o 20- jarras de litros para operaciones a pequeña escala, mientras que las formulaciones secas se pueden envasar en bolsas plásticas o forradas de plástico de 5 a 10 kilogramos.

En la actualidad, se utilizan unos 900 plaguicidas químicos activos para fabricar 40.000 preparados comerciales. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) estima que el uso de pesticidas se duplicó entre 1960 y 1980. Actualmente, se usan más de 372 millones de kilogramos al año en los Estados Unidos, con más de 1.8 mil millones de kilogramos al año en todo el mundo.

Materias primas

Un pesticida consta de un ingrediente activo junto con ingredientes inertes. El ingrediente activo mata las plagas, mientras que los ingredientes inertes facilitan la pulverización y el recubrimiento de la planta objetivo; también pueden aportar otras ventajas que no confiere el ingrediente activo solo.

Los ingredientes activos se destilaron una vez a partir de sustancias naturales; ahora se sintetizan en gran parte en un laboratorio. Casi todos son hidrocarburos derivados del petróleo. La mayoría de los plaguicidas contienen otros elementos, cuyo tipo y número dependen del plaguicida deseado. Los más comunes son el cloro, oxígeno, azufre, fósforo, nitrógeno y bromo. Los ingredientes inertes pueden ser muchas sustancias, dependiendo del tipo de pesticida. Los pesticidas líquidos han utilizado tradicionalmente queroseno o algún otro destilado de petróleo como portador, aunque el agua ha comenzado recientemente a reemplazar el queroseno. También se agregan emulsionantes (como jabón) para distribuir el ingrediente activo de manera uniforme por todo el solvente. Un polvo o pesticida en polvo contendrá típicamente materia vegetal como cáscaras de nueces molidas o mazorcas de maíz, arcillas como diatomita o atapulgita, o minerales en polvo como talco o carbonato de calcio como base. Para hacer que el pesticida se adhiera mejor Después de recibir el pesiticida, los agricultores lo diluyen con agua antes de aplicarlo. La aplicación puede implicar el desempolvado de cultivos con aviones pequeños o el uso de aspersores o tractores. Los pequeños agricultores pueden incluso utilizar pulverizadores manuales. A la planta o al suelo, se le puede agregar un material como maicena o harina.

El
proceso de fabricación

La fabricación de un plaguicida implica al menos tres actividades distintas. El ingrediente activo se sintetiza primero en una fábrica química, luego se formula en el mismo lugar o se envía a un formulador, quien prepara la forma líquida o en polvo. Luego, el pesticida se envía al agricultor u otro aplicador certificado, quien lo diluye antes de aplicarlo en los campos.

Sintetizando el pesticida

• 1 Cuando se desarrolla por primera vez un plaguicida nuevo, se fabrica a pequeña escala en un laboratorio. Si la sustancia resulta viable, la producción comienza en la fábrica. La fabricación por lotes o continua asegura un alto volumen, tal vez hasta 500 kilogramos por ciclo. Sintetizar un pesticida es un procedimiento químico complejo que requiere químicos capacitados y un laboratorio grande y sofisticado. El procedimiento básico implica alterar una molécula orgánica para formar un pesticida. Esto puede implicar cualquiera de una serie de reactivos y catalizadores específicos y, a menudo, debe tener lugar en un clima controlado (dentro de un cierto rango de temperatura, por ejemplo). Una vez sintetizado, el ingrediente activo se empaqueta y se envía a un formulador. Los insecticidas líquidos se pueden enviar en camiones cisterna o en bidones de 200 litros. El transporte del ingrediente activo sigue todas las regulaciones para el transporte de materiales peligrosos.

Formulación del pesticida

• 2 Un formulador acepta el ingrediente activo, mide la cantidad adecuada, lo mezcla con un portador si va a ser un pesticida líquido o con polvos inertes o fertilizantes secos si va a ser un pesticida en polvo, luego lo embotella o empaqueta . Los plaguicidas líquidos se envasan en bidones de 200 litros si el cliente anticipado es un granjero a gran escala o en jarras de 20 litros para operaciones en pequeña escala. Las formulaciones secas se pueden envasar en bolsas plásticas o forradas de plástico de 5 a 10 kilogramos. Una formulación emulsionada generalmente se concentra para facilitar el transporte (el ingrediente activo generalmente constituye el 50 por ciento del concentrado emulsionado), pero los pesticidas granulados y secos están listos para usar.

Diluir el pesticida

• 3 El pesticida puede almacenarse poco tiempo antes de que se solicite. Cuando está listo para el transporte, se envía la cantidad necesaria estimada al agricultor, quien diluye el concentrado emulsionado para crear la cantidad de plaguicida deseada. En la mayoría de los casos, el producto final consta de solo del 0,5 al 1 por ciento del ingrediente activo original. El plaguicida ya está listo para aplicarse.

Aplicación del pesticida

• 4 Hay varias formas de aplicar un pesticida. El método con el que los estadounidenses están más familiarizados es la limpieza de cultivos, aunque su uso generalmente se limita a áreas grandes y planas. Un avión cargado con tanques de 2000 litros (o más) sobrevuela un campo y rocía el pesticida de las barreras. Las plumas son barras horizontales largas desde las que se rocían varios aspersores. Otro método consiste en conectar los tanques y los brazos a un tractor y rociar más cerca del suelo. Para los pequeños agricultores, el método más económico de fumigación es utilizar uno o más trabajadores con aspersores manuales conectados a tanques pequeños. Se puede llevar una bomba de mano en el hombro; su capacidad del tanque es sólo de 3 a 12 litros. También se utilizan depósitos pequeños con una capacidad de alrededor de 200 litros. Los pesticidas se aplican con pistola de mano. Una estimación aproximada de la cantidad aplicada es de 150 a 300 litros por hectárea.

Control de calidad

Los plaguicidas son, por su propia naturaleza, sustancias tóxicas; por tanto, una gran preocupación se ha centrado en la seguridad. Las leyes que tratan de la seguridad de los pesticidas son muy estrictas y se volverán aún más estrictas en el futuro. Además de las restricciones legales, los pesticidas también están sujetos a estrictos estándares de control de calidad como cualquier otro producto manufacturado.

La mayoría de los grandes fabricantes de plaguicidas tienen laboratorios de control de calidad altamente desarrollados que prueban cada plaguicida en cuanto a potencia, emulsificación, densidad, color, pH, tamaño de partícula (si es un polvo) y suspensión (si es un líquido). Si la empresa fabrica más de un pesticida, también se debe verificar la identidad del producto. Un pesticida debe ser estable, fácil de aplicar y fácil de almacenar. La vida útil debe extenderse más allá de un año. En pruebas aceleradas, el pesticida se somete a altas temperaturas durante un período corto y luego se verifica su efectividad. Un pesticida típico tiene una pureza del 95 por ciento. Las etiquetas deben ser fáciles de leer y cumplir con todas las regulaciones. El fabricante mantiene archivos para cada materia prima, ingrediente activo, formulación y artículo empaquetado, y las muestras se almacenan durante tres años.

Los pesticidas actuales, cuando se usan correctamente, son muy seguros. Los agricultores que aplican sus propios pesticidas deben ser capacitados por el Servicio de Extensión Agrícola de los EE. UU. Y certificados por el departamento de agricultura del estado antes de que puedan comprar pesticidas. Los aplicadores comerciales también deben recibir capacitación y aprobar una prueba escrita.

Al preparar una formulación para su aplicación, que en la mayoría de los casos significa diluirla, el aplicador debe usar ropa protectora como se indica en la etiqueta. A menudo, esta vestimenta protectora incluye un delantal o overoles, un sombrero de ala ancha, camisa de manga larga, calcetines largos, guantes de goma o neopreno sin forro, pantalones largos y botas de goma o neopreno sin forro que se usan sobre los zapatos. Para algunos pesticidas, los aplicadores también deben usar gafas y / o respirador.

Como precaución adicional, el equipo de aplicación se calibra antes de cada uso. Para calibrar un rociador, el aplicador mide una distancia en el campo y luego lo rocía con una sustancia neutra como el agua. Luego, se verifica la cantidad de agua utilizada para ver si es adecuada. También se revisa todo el equipo para ver si la pulverización es uniforme y el equipo desgastado se reemplaza rápidamente.

Subproductos / Residuos

Cuando se introdujeron, los pesticidas se consideraban una tecnología maravillosa que aumentaría el rendimiento de los cultivos y reduciría las enfermedades transmitidas por insectos. La primera señal de que se trataba de un mito esperanzador fue el descubrimiento en la década de 1950 de que era necesario aumentar el volumen de pesticidas para tener el mismo efecto que antes. Con la publicación de Primavera silenciosa por Rachel Carson en 1962, creció la conciencia del peligro del uso irrestricto de pesticidas.

Los pesticidas matan las plagas a las que apuntan la mayor parte del tiempo, pero a menudo también matan a los depredadores naturales de las plagas, lo que agrava el problema. En algunos casos, el exterminio de una plaga simplemente permite que otra plaga ocupe su lugar. Después de un período de uso de pesticidas, los insectos se vuelven resistentes al pesticida y deben usarse pesticidas más fuertes o más para controlar la población. Existe evidencia de que los pesticidas se usan indebidamente, que su efecto en algunos casos es insignificante y que los aplicadores no son conscientes del uso adecuado de los pesticidas. Junto con estas preocupaciones, está la preocupación por la fumigación general de áreas residenciales y alimentos contaminados.

El DDT es el caso más conocido de un pesticida que causó daños lejos de la granja. Se han encontrado altos niveles de DDT en aves rapaces, lo que las pone en peligro debido al efecto que tiene sobre sus huevos. El DDT se concentra más cuanto más asciende en la cadena alimentaria, y muchas personas han expresado su preocupación por su posible presencia en humanos. En 1972, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) anunció la prohibición de casi todos los usos del DDT.

Varias docenas de otros pesticidas también han sido prohibidos o su uso restringido por la EPA. Irónicamente, estos plaguicidas todavía se exportan para ayudar a los países en desarrollo, donde se estima que ocurren tres millones de casos agudos de intoxicación por plaguicidas por año, junto con 20.000 muertes directamente relacionadas con el uso indebido de plaguicidas. Debido a que muchos de estos países exportan productos a los Estados Unidos, la posibilidad de contaminación estadounidense es alta.

El manejo integrado de plagas (MIP) se inició en la década de 1960 en respuesta al dilema de los plaguicidas. La idea detrás de IPM era utilizar una variedad de controles de insectos en lugar de depender únicamente de insecticidas químicos. Los métodos incluyen la introducción de depredadores naturales, parásitos e insecticidas bacterianos, virales y fúngicos en los campos. Los trabajadores pueden simplemente aspirar los insectos o introducir ciertas plantas para protegerse de las plagas que atacan un cultivo en particular. Los agricultores pueden arar en el momento más eficaz, arar los residuos de sus cultivos o tirar la cosecha. Pueden plantar plantas resistentes a las plagas. Las trampas de atrayentes sexuales pueden alejar las plagas de los cultivos. Los machos esterilizados pueden liberarse en el campo. Los insectos pueden modificarse para que permanezcan juveniles y nunca se reproduzcan, muden demasiado rápido y, por lo tanto, mueran rápidamente o se confundan demasiado para localizar los alimentos de los cultivos. Actualmente se están probando otras posibilidades. Es posible que en el futuro el uso de plaguicidas disminuya a medida que la investigación conduzca a formas de combatir las plagas con más conocimiento y planificación y menos dependencia de la intervención química.