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Tecnoparquenodo Rionegro
PESTICIDAS,RESIDUALIDAD
Y PERÍODOSDE CARENCIA
Aplicaciones en el Cultivo del AGUACATE
PESTICIDAS,RESIDUALIDAD
Y PERÍODOSDE CARENCIA
Aplicaciones en el Cultivo del AGUACATE
ISBN: 978‐958‐15‐0376‐6
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución- NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional. Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución- NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.
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PESTICIDAS, RESIDUALIDAD Y
PERÍODOS DE CARENCIA
Aplicaciones en el Cultivo del AGUACATE
AUTORES:Juan Manuel Quiceno Rico
Giovani Alfonso MoraElizabeth Barrera Bello
Eliana María EstradaDorely David Gómez
Liliana María Cardona BermúdezCatarina Passaro CarvalhoClaudio Jimenez Catagena
Rionegro – Antioquia2018
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE - SENA
PESTICIDAS, RESIDUALIDAD Y PERÍODOS DE CARENCIAAplicaciones en el Cultivo del AGUACATE
Eteban Arenas, Inversiones Alejandro Duque Go S.A.S.
Juan Manuel Quiceno RicoGiovani Alfonso MoraElizabeth Barrera BelloEliana María EstradaDorely David GómezLiliana María Cardona BermúdezCatarina Passaro CarvalhoClaudio Jimenez Catagena
Carlos Mario Estrada
978-958-15-0376-6.
Catalogación en la publicación. SENA Sistema de Bibliotecas Pesticidas, residualidad y períodos de carencia : aplicaciones en el cultivo del aguacate / Juan Manuel Quiceno Rico [y otros siete].-- Rionegro, Antioquia : Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA). Centro de la Innovación, la Agroindustria y la Aviación, 2018. 1 recurso en línea (51 páginas) : PDF Bibliografía: página 47-50. Contenido: ¿Plaguicidas pesticidas? -- Del códex alimentarius y su utilidad -- Del códex y los plaguicidas -- De las buenas prácticas agrícolas y el uso de plaguicidas -- De los plaguicidas y el ambiente -- De los períodos de carencia de un plaguicida – De los métodos analíticos para la determinación y cuantificación de plaguicidas. ISBN: 978-958-15-0376-6. 1. Aguacate--Abonos y fertilizantes 2. Aguacate--Cultivo 3. Aguacate--Nutrición I. Quiceno Rico, Juan Manuel II. Mora, Giovani III. Barrera Bello, Elizabeth IV. Estrada, Eliana María V. Gómez, Dorely David VI. Cardona Bermúdez, Liliana María VII. Passaro Carvalho, Catarina VIII. Jiménez Cartagena, Claudio IX. Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA).
CDD: 634.65389
5
Carlos Mario Estrada MolinaDirector general
Juan Felipe Rendón OchoaDirector regional Antioquia
Jorge Antonio LondoñoSubdirector Centro de la Innovación la Agroindustria y la
Aviación
Producto derivado del Proyecto de Investigación Aplicada “Determinación de periodos de carencia para plaguicidas de uso
comun en cultivos de aguacate Hass en el Oriente Antioqueno (01-2018-SENNOVA-CIAA)”
Proyecto Financiado por el Sistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación – SENNOVA del SENA.
2018
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ...................................................................... 9
1. ¿PLAGUICIDAS O PESTICIDAS? ..................................... 11
2. DEL CODEX ALIMENTARIUS Y SU UTILIDAD............ 27
3. DEL CODEX Y LOS PLAGUICIDAS ................................ 29
4. DE LAS BUENAS PRÁCTICAS AGRÍCOLAS Y EL USO DE PLAGUICIDAS ......................................... 32
5. DE LOS PLAGUICIDAS Y EL AMBIENTE ..................... 36
6. DE LOS PERÍODOS DE CARENCIA DE UN PLAGUICIDA ...................................................................... 39
7. DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS PARA LA DETERMINACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE PLAGUICIDAS .................................................................... 41
BIBLIOGRAFÍA ...................................................................... 47
9
INTRODUCCIÓN
La demanda de alimentos en una sociedad en constante crecimiento, ha obligado a los sistemas productivos a adoptar mecanismos que permitan responder velozmente ante problemáticas como la desnutrición y la falta de alimentos. Debido a esto, en la actualidad los paquetes tecnológicos agrícolas se han expandido a todos los mercados del mundo con productos que favorecen el aumento en la producción de alimentos, muchas veces sin medir las consecuencias que pueden traer para el ser humano o el ambiente. En el 2016 se produjeron cerca de 300 millones de toneladas de vegetales frescos y 33 millones de toneladas de fruta fresca. Colombia se encuentra entre los 10 países productores de fruta fresca del mundo y es el número uno de América1.
Las tendencias de producción modernas que involucran cultivos extensivos y monocultivos, han favorecido entre muchas cosas, la aparición de gran variedad de plagas que se la han jugado en contra a la productividad agrícola. Esta lucha constante ha potenciado la fabricación y uso de plaguicidas de todo tipo: Insecticidas, acaricidas, nematicidas, fungicidas, etc. En el 2016 se emplearon más de 4 millones de toneladas de plaguicidas en el mundo. Colombia no ha estado ajeno a dichas tendencias, para el 2015 se emplearon en el país un poco más de 50 mil toneladas de pesticidas entre insecticidas (7%), herbicidas (40%) y fungicidas y bactericidas (53%); con un promedio de uso por área cultivada de 14,71 Kg/ha1.
Algunos esfuerzos científicos y políticos para reducir el impacto que puede llegar a tener el uso de los pesticidas sobre el ambiente y la salud de los animales; han llevado a formular códigos normativos que permiten vigilar la inocuidad y calidad de los alimentos. En la actualidad la propuesta de límites máximos para la presencia de un determinado agente químico residual en una matriz alimenticia, se ha convertido en una exigencia, especialmente cuando se habla de mercados internacionales. A la par de las exigencias, el diálogo
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directo con los avances tecnológicos ha llevado a que se tengan al día de hoy métodos altamente precisos para valorar la presencia y concentración de un plaguicida, y poder garantizar la seguridad alimentaria en términos de inocuidad química2.
Los alimentos han sido reconocidos como la principal ruta de exposición de residuos de pesticidas a consumidores que no trabajan con ellos. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud el 30% del consumo de alimentos consiste en frutas y verduras3. Teniendo en cuenta que las frutas y vegetales son consumidos crudos o semi-procesados, se espera que contengan niveles de residuos de pesticidas más altos que otros grupos de alimentos de origen vegetal. Algunos plaguicidas son cancerígenos y pueden causar mal funcionamiento en los sistemas nervioso y reproductivo, incluso a bajas concentraciones, pueden ser extremadamente perjudiciales para la salud humana4.
Un ejemplo claro del uso de pesticidas y donde la normatividad entra a jugar un papel clave del mercado, se observa en el cultivo de aguacate Hass, un producto comercializado en fresco y con gran acogida internacional. En Colombia, la tendencia incremental en áreas cultivadas y cosechadas de este cultivo, ha obligado a los agricultores a tener siempre una estragia de lucha contra plagas como insectos, ácaros, hongos, etc., donde los agroquímicos siempre marcan la parada. En este sentido, conociendo la importancia que tienen los agroquímicos para los productores locales y la relevancia internacional de su residualidad, se propone está guía como un instrumento de conceptualización básica para el lector en temas como plaguicidas, períodos de carencia y determinación de residualidad química, teniendo como un eje central al cultivo de aguacate.
11
1. ¿PLAGUICIDAS O PESTICIDAS?
Etimológicamente, Plaguicida viene del latín plaga que significa ‘golpe’ o ‘herida’ y Pesticida viene del latín pestis que significa ‘peste’, ‘calamidad’, ‘plaga’. La terminación –cia en ambas palabras viene del
latín -cīda, de la raíz de caedĕre que significa ‘matar’.
En el sector agrícola es muy común escuchar los términos Plaguicidas o Pesticidas. Con la palabra plaguicida, normalmente se quiere describir a todo agente empleado para controlar animales o plantas que afectan la productividad de un cultivo. Por otro lado, con los pesticidas se hace referencia a todo aquello que se usa contra agentes causales de enfermedades en el mismo ámbito agrícola. La realidad es que ambos términos son sinónimos, aunque plaguicida se emplea más como la traducción del término en inglés ‘Pesticide’. En este sentido, se ha de entender plaga como todo ser vivo dañino para las plantas y productos, materiales o entornos vegetales5.
De acuerdo a la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS), en su Código Internacional de Conducta para la Gestión de Plaguicidas, se define como plaguicida a toda sustancia o combinación de sustancias de naturaleza química o biológica cuyo objetivo es repeler, destruir o controlar cualquier plaga. El término también incluye sustancias reguladoras del crecimiento de las plantas,
defoliantes, desecantes, agentes para reducir la densidad de fruta o agentes para evitar la caída prematura de la fruta. De igual manera, entran en esta definición las sustancias empleadas antes o después de la cosecha para proteger los productos durante el almacenamiento y transporte5, 6.
12
Según su origen los plaguicidas pueden ser Químicos (Naturales o Sintéticos) o Biológicos (Figura 1):
PLAGUICIDA
QUÍMICOS
BIOLÓGICOS
FIGURA 1
Figura 1. Plaguicidas Químicos y Biológicos7, 8, 9.
De acuerdo con el tipo de plaga que controlan, existen denominaciones para los pesticidas, las más comunes se listan en la Tabla 1.
TABLA 1. CLASIFICACIÓN DE LOS PLAGUICIDAS SEGÚN EL TIPO DE PLAGA QUE CONTROLAN7.
CLASE PLAGA
Acaricida Control de ácaros y garrapatas.
Alguicida Erradicación de algas y otra vegetación acuática.
Avicida Control de aves plaga.
Bactericida Control de bacterias y enfermedades bacterianas de las plantas.
Fungicida Control de enfermedades vegetales y hongos.
Herbicida Control de herbáceas.
13
Insecticida Control de insectos plaga.
Limacida o molusquicida Control de moluscos, incluyendo gasterópodos.
Nematicida Control de gusanos redondos o nemátodos.
Rodenticida Control de roedores.
Según la OMS, y en concordancia con el Sistema de Clasificación Globalmente Armonizado, los pesticidas se pueden clasificar según su toxicidad para animales y humanos como se observa en la Tabla 2.
TABLA 2. CLASIFICACIÓN TOXICOLÓGICA DE LOS PLAGUICIDAS10, 11.
CATEGORIA TOXICOLÓGICANIVEL DE TOXICIDAD
OMS* SGA**
IA Categoria 1 Extremadamente peligroso
IB Categoria 2 Altamente peligroso
II Categoria 3 y 4 Moderadamente peligroso
III Categoria 5 Ligeramente peligroso
*OMS: Organización Mundial de la Salud.**SGA: Sistema Globalmente Armonizado.
En el país existen más de 2.000 productos químicos de acción plaguicida registrados ante el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) y que se emplean normalmente en cultivos como arroz, fríjol, banano, café, papa, algodón, ornamentales, frutales, etc. Tan solo en aguacate existen más de 70 productos cuyo nombre comercial, ingrediente activo y cultivos con uso autorizado se muestran en la Tabla 3.
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2. DEL CODEX ALIMENTARIUS Y SU
UTILIDAD
Se debe entender el CODEX ALIMENTARIUS como aquel conjunto de Normas alimentarias, Códigos de Comportamientos, Directrices y Recomendaciones de la Comisión del Codex Alimentarius, el más alto organismo internacional en materia de normas de alimentación y un organismo subsidiario de la FAO y de la OMS. Entre los objetivos del Codex están proteger la salud del consumidor, así como facilitar y asegurar prácticas equitativas del comercio internacional de alimentos mediante la orientación y promoción de la producción, elaboración y consumo de alimentos seguros para toda la población mundial12, 13.
La Comisión se reúne anualmente y cuenta con delegaciones de representantes de la industria, asociaciones de consumidores, la sociedad civil e institutos académicos, además de representantes del gobierno, grupos de partes interesadas y organizaciones no gubernamentales, estos últimos asisten en la categoría de observadores, todos con un objetivo en común, la adopción de nuevos textos o la revisión de los existentes (Figura 2)12.
El Codex establece normas para casi 200 productos alimenticios y tiene más de 100 directrices y códigos de prácticas relacionados con temas de inocuidad, calidad y el comercio de alimentos. Los documentos son de carácter consultivo, razón por la cual los países deben introducirlos en sus respectivas legislaciones de manera voluntaria para que sean jurídicamente exigibles, aspecto que en ciertos casos pueden llevar a dificultades comerciales12.
28
Figura 2. Órganos auxiliares de la comisión del Codex Alimentarius y sus países hospedantes12.
29
3. DEL CODEX Y LOS PLAGUICIDAS-RESIDUOS Y LÍMITES MÁXIMOS DE RESIDUALIDAD-
Durante los procesos de producción primaria o de transformación de alimentos (fabricación, manipulación, almacenamiento, elaboración o distribución) se pueden llegar a introducir agentes biológicos o sustancias químicas al alimento de manera involuntaria que pueden afectar la salud de los consumidores y la calidad de los productos. A estos agentes o sustancias que influyen negativamente sobre la inocuidad de un producto se le conoce como contaminante, y su presencia debe ser vigilada y controlada permanentemente por la autoridad competente14.
Así como es posible encontrar contaminantes involuntarios, existen otros de los que si se tiene conocimiento de que están. El ejemplo claro son los plaguicidas. Estas sustancias, al emplearse en diferentes etapas de un cultivo, van a permanecer en el producto a manera de residuo en concentraciones variables dependiendo de factores intrínsecos y extrínsecos a la naturaleza química del plaguicida. Como consecuencia los consumidores se pueden ver expuestos a sustancias químicas peligrosas residuales14.
Un Residuo hace referencia a cualquier sustancia específica presente en o sobre los alimentos, productos agrícolas y otros tipos de productos o alimentos para animales, así como en el ambiente (suelo, aire y agua), como consecuencia del uso de un plaguicida. El término incluye los derivados de un plaguicida, así como productos de conversión, metabolitos, productos de descomposición, productos de reacción e impurezas consideradas de importancia toxicológica o ecotoxicológica. El término “residuo
30
de plaguicidas” incluye tanto los residuos de procedencias desconocidas o inevitables (por ejemplo, la contaminación ambiental), como los derivados de usos conocidos y autorizados de la sustancia química5.
Para el Comité del Codex sobre Contaminantes de los Alimentos (CCCF) la concentración máxima legalmente permitida de una sustancia (contaminante) presente en un producto alimenticio o pienso se le conoce como el nivel máximo permitido o nivel de referencia. Estos niveles aplican tanto para las sustancias tóxicas naturales como para los contaminantes. Por este motivo, una de las áreas de actuación del Codex son los plaguicidas y en especial la residualidad de este tipo de productos en los cultivos de alimentos y piensos, con el fin de favorecer la inocuidad alimentaria y el comercio internacional. En este sentido, el Codex ha establecido los Límites Máximos de Residualidad (LMR) para más de 290 plaguicidas empleados en el sector agropecuario. Complementario a esto, la FAO y la OMS elaboran las especificaciones de los plaguicidas para que existan normas de calidad con estos productos y de esta manera se proteja a los consumidores y al ambiente del uso de productos de mala calidad15, 16.
Con miras a proteger a los consumidores del Aguacate, el Codex ha establecido el LMR para algunos pesticidas de uso común. En la Tabla 4 se listan los principios activos, el LMR y la fecha en que se adoptó dicho valor del Límite.
31
TABLA 4. PLAGUICIDAS QUÍMICOS APROBADOS POR EL CODEX PARA CULTIVO DE AGUACATE15
PLAGUICIDA LÍMITE MÁXIMO DE RESIDUALIDAD
AÑO DE ADOPCIÓN
Abamectin 0.01 mg/Kg 2016
Bromide Ion 75 mg/Kg
Clothianidin 0.03 mg/Kg 2015
Cyprodinil 1 mg/Kg 2014
Difenoconazole 0.6 mg/Kg 2016
Endosulfan 0.5 mg/Kg 2007
Fenpyroximate 0.2 mg/Kg 2014
Fludioxonil 0.4 mg/Kg 2014
Metalaxyl 0.2 mg/Kg
Methoxyfenozide 0.7 mg/Kg 2010
Spirodiclofen 0.9 mg/Kg 2015
Spirotetramat 0.4 mg/Kg 2016
Tebufenozide 1 mg/Kg 2004
Thiabendazole* 15 mg/Kg 2003
Thiamethoxam 0.5 mg/Kg 2015
* El LMR se acomoda a un tratamiento post-cosecha de los productos.
El Codex busca mantener los niveles de residualidad lo más bajo que sea posible basándose en datos científicos sólidos. Estos resultados son publicados en listas de prioridades para la evaluación de riesgos por el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA). Así mismo el CCCF evalúa métodos de análisis, técnicas de muestreo, establece y elabora normas o códigos de prácticas para el monitoreo de estas sustancias14.
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4. DE LAS BUENAS PRÁCTICAS AGRÍCOLAS Y EL USO DE PLAGUICIDAS
Prácticas aplicadas en las unidades de producción desde la planeación del
cultivo hasta la cosecha y post-cosecha cuya finalidad es garantizar la inocuidad,
la conservación del medio ambiente y la seguridad y bienestar de los trabajadores17.
Las Buenas Prácticas Agricolas (BPA) consisten en la realización de un manejo integrado de plagas y enfermedades, teniendo como primera opción controles de tipo cultural y biológico antes que el manejo con químicos. En la misma línea, tiene en cuenta factores que permite mejorar la inocuidad de los productos para el consumo humano o animal, evitar riesgos para los operarios que manipulan los tóxicos y causar un bajo impacto al medio ambiente, todo esto cumpliendo con algunas consideraciones18:
Infraestructura adecuada para el almacenamiento, uso y disposición de los agroquímicos.
Área para la dosificación y preparación de insumos agrícolas.
Elementos de protección personal.Equipos adecuadamente calibrados.Revisión constante de productos a utilizar: etiqueta,
fecha de vencimiento, lote, registro ICA.Medidas de prevención y respuesta ante una eventual
intoxicación.Control de dosis adecuadas de pesticidas.Consideración de los períodos de carencia.Almacenamiento y gestión de envases de productos
químicos.Trazabilidad en el manejo de productos químicos
pesticidas: manejo de registros con información del
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producto, ingrediente activo, dosificación, período de reentrada, período de carencia y operario que realiza la aplicación entre otros datos.
El primer y principal afectado al momento de manipular un plaguicida, es el operario que realiza la aplicación, por ello y para minimizar este riesgo, como parte de las BPA es menester el uso de un equipo adecuado de protección personal (Figura 3).Traje de protección (overol)
Delantal impermeable
Gorro impermeable o capucha
Guantes de nitrilo
Botas impermeables de suela gruesa
Gafas
Capucha de protección
Máscaras respiratoriasFigura 3. Traje de Protección Personal (Fuente: Autores).
Como parte de las Buenas Prácticas Agrícolas en el manejo seguro de plaguicidas se debe tener en cuenta las siguientes normas:
Guardar siempre los productos fitosanitarios en sus envases originales, con sus respectivas etiquetas (Figura 4).
Contar con un inventario de existencias y hacer rotación de productos de acuerdo al orden de entrada para evitar vencimientos.
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Figura 4. Almacenamiento e inventario de productos químicos. (Fuente: Autores).
Realizar monitoreo de plagas y enfermedades al cultivo de aguacate y diligenciar el respectivo registro para tomar la decisión sobre que acción de va a desarrollar o que producto se va a aplicar para su control.
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Registrar la información de uso de plaguicidas en el formato correspondiente (Figura 5).
Día
Mes
Año
Día
Mes
Año
pH
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Ap
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Dure
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Ag
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Ap
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Figura 5. Formato para el registro de aplicaciones de plaguicidas. (Fuente: Autores).
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5. DE LOS PLAGUICIDAS Y EL AMBIENTE
Los plaguicidas juegan un papel fundamental en la agricultura para el control de las plagas que amenazan los cultivos. En muchos casos, los niveles de productividad y rentabilidad de un cultivo solo se pueden alcanzar mediante la aplicación de plaguicidas. Sin embargo, son varios los efectos negativos que pueden implicar para los consumidores de los productos agrícolas y para el medio ambiente (Figura 6).
PESTICIDAS
AIRE
AGUASUELO
CULTIVOS SERES HUMANOS
Alimentos
Figura 6. Circulación de pesticidas en la naturaleza19.
En el primer caso, los plaguicidas pueden tener diferentes vías de contacto con los organismos vivos tales como inhalación, exposición dérmica, ingesta a través de la dieta alimenticia, que pueden traer como consecuencia efectos
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agudos y crónicos en la salud; se entiende por agudos aquellas intoxicaciones vinculadas a una exposición de corto tiempo con efectos sistémicos o localizados, y por crónicos aquellas manifestaciones o patologías vinculadas a la exposición a bajas dosis por largo tiempo.
La contaminación ambiental por plaguicidas está dada fundamentalmente por aplicaciones directas en los cultivos agrícolas. Una vez aplicadas estas sustancias en el medio ambiente, están expuestas a una serie de transformaciones a nivel físico, químico y biológico (fenómenos de adsorción y absorción sobre suelos y plantas, volatilización, fotólisis y degradación química o microbiana). También pueden ser arrastrados por las corrientes de aire y agua que permiten su transporte a grandes distancias. Estas transformaciones pueden conducir a la generación de fracciones o a la degradación total de los compuestos que en sus diversas formas pueden llegar a afectar los diferentes niveles de un ecosistema20. Los restos de estos plaguicidas se dispersan en el ambiente y se convierten en contaminantes para los sistemas biótico (animales y plantas principalmente) y abiótico (suelo, aire y agua) amenazando su estabilidad y representando un peligro de salud pública. Las propiedades físicas y químicas, el clima, las condiciones geomorfológicas de los suelos, las condiciones hidrogeológicas y meteorológicas de las zonas, son factores que definen la ruta que siguen los mismos en el ambiente9.
El grado de lixiviación (el movimiento de las sustancias a través de las fases del suelo) depende de la solubilidad del compuesto en agua, de su naturaleza química y del valor del pH del suelo, que se favorece por la capacidad de adsorción de este, esto varia principalmente por el porcentaje de arcillas, arenas y limos presentes en él, por las altas temperaturas y por la precipitación pluvial. Lo anterior también es crítico para determinar la distribución del material en la biosfera, pues las plantas y los microorganismos no pueden recibir directamente los compuestos adsorbidos sobre las partículas del suelo. La distribución de un plaguicida en la biofase (plantas y microorganismos) depende de la capacidad de
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absorción de esta y de la naturaleza del suelo. Un suelo con gran capacidad de absorción puede conducir a la inactividad total del plaguicida, ya que nunca penetrara en la plaga9.
Adsorción: Dicho de un cuerpo que atrae y retiene en su superficie moléculas o iones de otro cuerpo.
Absorción: Dicho de una sustancia sólida o de un líquido que atrae y retiene, respectivamente, un líquido, un gas o vapor.
Lixiviación: Tratar una sustancia compleja, como un mineral, con un disolvente adecuado para separar sus partes solubles de las insolubles.
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6. DE LOS PERÍODOS DE CARENCIA DE UN PLAGUICIDA
El periodo de carencia hace referencia al tiempo minimo expresado generalmente en dias, que debe transcurrir entre la ultima aplicación de
un plaguicida y la cosecha. Cuando la aplicación del plaguicida es en post-cosecha, se refiere al intervalo de tiempo entre la última aplicación
y el consumo del producto21.
La utilización de plaguicidas que caracteriza a la agricultura moderna, ha planteado nuevos riesgos para el ambiente y la salud humana. El carácter tóxico de los productos químicos de acción plaguicida que pueden quedar de manera residual en una matriz alimenticia, ha llevado a que se propongan estudios a corto, mediano y largo plazo para determinar la persistencia de un principio activo o de los productos de su degradación en el ambiente o en un alimento22.
Un estudio muy popular empleado para definir la persistencia de una sustancia plaguicida y lograr que los residuos presentes en o sobre el alimento no sobrepasen determinados niveles, es el establecimiento del período de carencia, términos de carencia o períodos de espera entre la última aplicación del producto plaguicida y la cosecha22.
La determinación del período de carencia implica trabajos experimentales a nivel de campo y en condiciones similares a las existentes en áreas de producción agrícola, de manera que los resultados sean confiables y representativos a la realidad. La Figura 7 muestra como un plaguicida al ser afectado por factores físicos, químicos o biológicos disminuye su concentración en el tiempo posterior a su aplicación. El parámetro utilizado como referencia para definir el período de carencia son los Límites Máximos de Residualidad definidos desde el Codex y que idealmente se deben ajustar a las características de cada país22.
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Una problemática actual relacionada con los períodos de carencia y que tiene implicaciones importantes en la utilización de un plaguicida, es el lugar y las condiciones donde fueron establecidos, y que aparecen en muchas de las etiquetas de los productos comercializados en el país22. La mayoría de los períodos de espera entre una aplicación de un producto y la cosecha provienen de investigaciones realizadas en países de otras latitudes y por esa razón no se van a ajustar 100% a las condiciones de un país tan diverso en climas como Colombia.
Figura 7. Representación de la Curva de degradación para un plaguicida.
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7. DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS PARA LA DETERMINACIÓN Y
CUANTIFICACIÓN DE PLAGUICIDAS
Hoy en día, la gran cantidad de plaguicidas usados en la agricultura (o por fuera de ella), ha puesto en riesgo el ambiente al igual que la salud de animales y humanos. En ese sentido, se ha hecho cada vez más necesario la determinación del tipo y cantidad de un
plaguicida, metabolito o producto de degradación residual en un alimento23.
Una característica de los residuos que se hallan en las matrices alimenticias es la concentración tan baja en la que se encuentran. Por ese motivo y hasta la fecha, las técnicas más comunes para la determinación de pesticidas, por su alta sensibilidad y selectividad a bajos límites de detección; han sido métodos convencionales de cromatografía líquida y gaseosa, cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), ensayos con inmunoabsorbentes ligados a enzimas y la electroforesis capilar. En los últimos años, métodos más avanzados han ido surgiendo como aquellos basados en sensores que tienen varias ventajas sobre los métodos tradicionales como el hecho de ser más rápidos, sencillos y de operación a bajo costo, la alta sensibilidad, selectividad y detección en el sitio (Figura 8)23.
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TÉCNICAS DE DETECCIÓN CONVENCIONALES
TÉCNICAS DE DETECCIÓN
AVANZADAS
Cromatografía(CG y CL)
Inmunoensayo(ELISA)
Electroforesis Capilar
Biosensores (Electroquímico,
óptico y piezoeléctrico)
Polímeros Moleculares
Impresos
FIGURA 7 Figura 8. Técnicas de Detección de Plaguicidas23.
La determinación a través de métodos analíticos como los mencionados anteriormente involucran varias etapas generales (Figura 9):
Preparación de Muestra: Homogenización, extracción y limpieza
Separación
Detección
Análisis de Datos: Medidas de resultados y evaluación de confiabilidad
FIGURA 9
Figura 9. Etapas generales de los métodos analíticos23.
En ámbitos de análisis de residualidad se resaltan los procesos de extracción a partir de matrices complejas y la limpieza de los principios activos (analitos) de la presencia de cualquier
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otro contaminante diferente. Se conocen varios tipos de extracción:
Extracción Líquido-Líquido (LLE): Es un proceso que implica el uso de solventes. Los pesticidas se disuelven en dos líquidos inmiscibles como el agua y un solvente orgánico. Es común encontrar como soluciones de extracción al diclorometano/acetona, acetonitrilo, etil acetato/ciclohexano y hexano23.
Extracción en Fase Sólida (SPE): El proceso implica sorbentes sólidos seleccionados dependiendo la necesidad. Se separa el plaguicida mediante adsorción en la matriz de la fase sólida compatible con el compuesto. En esta extracción se pueden encontrar sorbentes como el gel híbrido magnético basado en grafeno, materiales magnéticos de carbono porosos, nanotubos de carbono23.
Matriz de Dispersión en Fase Fólida (MSPD): Es un proceso que integra la extracción y limpieza al mismo tiempo. Para esto se combina la muestra con un sorbente adecuado como el Florisil, C18, alúmina o sílica hasta obtener una mezcla homegenea. Es un método muy útil para muestras sólidas23.
Extracción rápida, fácil, barata, efectiva, resistente y segura (QuEChERS): Es un proceso ampliamente usado para análisis multiresiduos y multiclases de plaguicidas de uso agrícola principalmente. Extrae compuestos polares y no polares al mismo tiempo. El procedimiento involucra una extracción inicial con un solvente orgánico, un paso de extracción/separación con la adición de una mezcla de sales, un paso de limpieza de una alícuota del extracto y el análisis directo del extracto con un sistema instrumental23.
Microextracción en Fase Sólida (SPME): Es un método de preconcentración de muestras rápido y que no requiere mucho solvente. Se basa en la adsorción sobre fases estacionarias como el polidimetilsiloxano (PDMS) que se encuentra sobre un soporte o fibra. Se utiliza para concentrar componentes volátiles y no volátiles en muestras líquidas o sólidas23.
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Otros métodos de Extracción: Existen otras estrategias como la microextracción dispersiva líquido líquido (DLLME), microextracción de una sola gota (SDME), microextracción de flujo continuo (CFME), microextracción en fase líquida de fibra hueca (HF-LPME), combinación de SPE y DLLME y extracción sólido líquido (SLE)23.
Métodos analíticos para la determinación de Plaguicidas
Existen numerosas técnicas para la determinación de residuos de pesticidas a partir de muestras ambientales y de alimentos. Debido a la diversidad de plaguicidas, existe diversidad de análisis empleando métodos tradicionales con diferentes tipos de detectores en donde se incluye la Cromatografía gaseosa (GC), la Cromatografía Líquida de Alto desempeño (HPLC) y métodos avanzados incluyendo sensores electroquímicos, ópticos e inmunosensores23.
Cromatografía de Gases (GC): Es la técnica cromatográfica más común en la cual se separan los componentes con base en su volatilidad. Se puede emplear para compuestos volátiles, no polares y fácilmente vaporizables. Normalmente se emplean detectores como el Detector de Captura de Electrones (ECD), el Detector fotométrico de llama (FPD), el Detector Fósforo Nitrógeno (NPD) y el Detector de Ionización de Llama (FID). Adicionalmente, se acoplan los detectores espectrométricos de masas (MS y MS en tándem)23.
Cromatografía Líquida (LC): Se emplea para separar y determinar plaguicidas con alta polaridad, no volátiles y/o termolábiles. Se utilizan detectores como el Detector UV, de Fluorescencia y de Arreglo de Diodos (DAD). La utilización del sistema de detección MS, que permite la identificación y confirmación de los compuestos, ha mostrado ser lo más adecuado en análisis multiresiduos23.
La Cromatografía Líquida de Alto Desempeño (HPLC) es la más empleada además de factible de combinarse con diferentes detectores. Emplea varios tipos de fases estacionarias, una bomba que ayuda con el movimiento de la fase móvil y de los analitos a través de la columna, y un detector que
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establece el tiempo de retención del analito. Los métodos son relativamente complejos, los equipos son costosos y además requieren de personal calificado para su operación23.
Cromatografía capilar con electrocinética micelar (MEKC): Es un método híbrido que combina los principios de la separación cromatográfica y electroforética, de manera que extiende los métodos de la electroforesis capilar para analitos neutrales. Incorpora surfactantes en el proceso. La separación se basa en la separación diferencial de un analito entre el sistema de dos fáses: Una fase móvil acuosa y una fase micelar pseudoestacionaria23.
Ensayo por Inmunoabsorción Ligado a Enzimas (ELISA): Procedimiento analítico de alta sensibilidad y especificidad (selectividad) a ciertos tipos de pesticidas basado en la interacción antígeno-anticuerpo. Se emplea como estrategia rápida y simple para inspeccionar residuos de pesticidas en la producción agrícola antes de ser exportada23.
Electroforesis Capilar (CE): Método de separación con variedad de ventajas entre las que se encuentra el uso de pequeños volúmenes de reactivos y muestras, alta eficiencia en la separación y corto tiempo. Una de las limitantes es el diámetro del capilar (50-70 um) lo que permite el paso de pequeños volúmenes en todo el sistema. Se puede acoplar con detector MS23.
Métodos Avanzados para la Determinación de Plaguicidas
Los métodos avanzados han aparecido como una alternativa a los métodos tradicionales acoplados con detectores selectivos en el análisis de plaguicidas. Si bien las técnicas cromatográficas son sensibles, específicas y confiables, también son procesos demorados, complejos, caros y con alto consumo de solventes orgánicos. Los métodos avanzados prometen ser más simples, rápidos, de bajo costo y proveen de la facilidad para el monitoreo in-situ. También son sensibles y específicos en la detección de plaguicidas. Se pueden identificar varios métodos avanzados23:
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Biosensores Electroquímicos: Involucran una interacción selectiva entre el blanco o analito y un elemento de reconocimiento.
Biosensores ópticos: Emplea transductores ópticos que en respuesta a los analitos cambian la respuesta en términos de absorción, reflectancia o emisión fluorescente.
Biosensores piezoeléctricos: Es un sensor que emplea una microbalanza de cristal de cuarzo como un transductor preciso que contiene un cristal de cuarzo con un antígeno, un conjugado o un anticuerpo inmovilizado en su superficie. El principio del sensor es medir cambios en la masa al interactuar con un plaguicida.
Biosensores con polímeros de impresión molecular (MIP): Emplea materiales artificales que se asemejan en función a receptores biológicos, con estabilidad restringida. Los MIPs se consideran ventajosos para métodos de biosensado ya que superan las desventajas de usar anticuerpos, péptidos y enzimas que son usadas normalmente como elementos de reconocimiento molecular.
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Tecnoparquenodo Rionegro
PESTICIDAS,RESIDUALIDAD
Y PERÍODOSDE CARENCIA
Aplicaciones en el Cultivo del AGUACATE
PESTICIDAS,RESIDUALIDAD
Y PERÍODOSDE CARENCIA
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ISBN: 978‐958‐15‐0376‐6
