Los pesticidas son sustancias que se utilizan para controlar plagas . [1] Incluyen herbicidas , insecticidas , nematicidas , fungicidas y muchos otros (ver tabla). [2] Los más comunes de estos son los herbicidas, que representan aproximadamente el 50% de todo el uso de pesticidas a nivel mundial. [3] La mayoría de los pesticidas se utilizan como productos fitosanitarios (también conocidos como productos fitosanitarios), que en general protegen a las plantas de las malas hierbas , hongos o insectos . En general, un pesticida es un agente químico o biológico (como un virus , bacteria u hongo ) que disuade, incapacita, mata o desalienta de otro modo a las plagas. Las plagas objetivo pueden incluir insectos, patógenos de plantas , malas hierbas, moluscos , aves , mamíferos , peces , nematodos (gusanos redondos) y microbios que destruyen la propiedad, causan molestias o propagan enfermedades, o son vectores de enfermedades . Además de estos beneficios, los pesticidas también tienen inconvenientes, como su posible toxicidad para los humanos y otras especies.
La palabra pesticida deriva del latín pestis (plaga) y cadre (matar). [5]
La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) ha definido el plaguicida como:
Los pesticidas se pueden clasificar por organismo objetivo (por ejemplo, herbicidas , insecticidas , fungicidas , rodenticidas y pediculicidas ; consulte la tabla), [7]
Según la EPA, los biopesticidas incluyen pesticidas microbianos, pesticidas bioquímicos y protectores incorporados a las plantas. [8]
Los pesticidas se pueden clasificar en clases estructurales, y se han desarrollado muchas clases estructurales para cada uno de los organismos objetivo que se enumeran en la tabla. Una clase estructural suele estar asociada a un único modo de acción , mientras que un modo de acción puede abarcar más de una clase estructural.
El químico pesticida ( ingrediente activo ) se mezcla ( formula ) con otros componentes para formar el producto que se vende y que se aplica de diversas maneras. Los pesticidas en forma de gas son fumigantes .
Los pesticidas se pueden clasificar según su modo de acción , que indica el mecanismo biológico exacto que el pesticida altera. Los modos de acción son importantes para el manejo de la resistencia y son categorizados y administrados por los comités de acción de resistencia a insecticidas , herbicidas y fungicidas .
Los pesticidas pueden ser sistémicos o no sistémicos. [9] [10] Un pesticida sistémico se mueve (transloca) dentro de la planta. La translocación puede ser ascendente en el xilema , o descendente en el floema o ambas. Los pesticidas no sistémicos (pesticidas de contacto) permanecen en la superficie y actúan a través del contacto directo con el organismo objetivo. Los pesticidas son más efectivos si son sistémicos. La ciudad del sistema es un prerrequisito para que el pesticida se use como tratamiento de semillas.
Los pesticidas pueden clasificarse como persistentes (no biodegradables) o no persistentes ( biodegradables ). Un pesticida debe ser lo suficientemente persistente como para matar o controlar su objetivo, pero debe degradarse lo suficientemente rápido como para no acumularse en el medio ambiente o la cadena alimentaria para ser aprobado por las autoridades. [11] [12] Los pesticidas persistentes, incluido el DDT , fueron prohibidos hace muchos años , con la excepción de la pulverización en las casas para combatir los vectores de la malaria . [13]
Desde los tiempos bíblicos hasta la década de 1950 los pesticidas utilizados eran compuestos inorgánicos y extractos de plantas . [14] [15] Los compuestos inorgánicos eran derivados del cobre , arsénico , mercurio, azufre , entre otros, y los extractos de plantas contenían piretro , nicotina y rotenona entre otros. Los menos tóxicos de estos todavía se utilizan en la agricultura orgánica . En la década de 1940 se introdujeron el insecticida DDT y el herbicida 2,4-D . Estos compuestos orgánicos sintéticos (es decir, no inorgánicos) se usaron ampliamente y fueron muy rentables. Fueron seguidos en las décadas de 1950 y 1960 por numerosos otros pesticidas sintéticos, lo que llevó al crecimiento de la industria de los pesticidas. [14] [15] Durante este período, se hizo cada vez más evidente que el DDT, que se había rociado ampliamente en el medio ambiente para combatir el vector, se había acumulado en la cadena alimentaria y se había convertido en un contaminante global, como se resume en el conocido libro Primavera silenciosa . Finalmente, el DDT fue prohibido en la década de 1970 en varios países, y posteriormente todos los pesticidas persistentes fueron prohibidos en todo el mundo, con la excepción de la pulverización sobre paredes interiores para el control de vectores. [13]
La resistencia a los plaguicidas se observó por primera vez en la década de 1920 con los plaguicidas inorgánicos [14] , y más tarde se descubrió que el desarrollo de resistencia es de esperar y que las medidas para retrasarlo son importantes. El manejo integrado de plagas (MIP) se introdujo en la década de 1950. Mediante un análisis cuidadoso y la pulverización solo cuando se alcanza un umbral económico o biológico de daño al cultivo, se reduce la aplicación de plaguicidas. Esto se convirtió en la década de 2020 en la política oficial de las organizaciones internacionales, la industria y muchos gobiernos [15] . Con la introducción de variedades de alto rendimiento en la década de 1960 en la revolución verde , se utilizaron más plaguicidas [15] Desde la década de 1980 se introdujeron cultivos modificados genéticamente , lo que resultó en menores cantidades de insecticidas utilizados en ellos [15] La agricultura orgánica , que utiliza solo plaguicidas no sintéticos, ha crecido y en 2020 representa aproximadamente el 1,5 por ciento de la tierra agrícola total del mundo [15]
Los plaguicidas se han vuelto más eficaces. Las tasas de aplicación cayeron de 1.000 a 2.500 gramos de ingrediente activo por hectárea (g/ha) en la década de 1950 a 40 a 100 g/ha en la década de 2000. [15] A pesar de esto, las cantidades utilizadas han aumentado. En los países de altos ingresos durante los 20 años entre la década de 1990 y la de 2010, las cantidades utilizadas aumentaron un 20%, mientras que en los países de bajos ingresos las cantidades aumentaron un 16-23%. [15]
El objetivo es encontrar nuevos compuestos o agentes con propiedades mejoradas, como un nuevo modo de acción o una menor tasa de aplicación. Otro objetivo es reemplazar pesticidas más antiguos que han sido prohibidos por razones de toxicidad o daño ambiental o que se han vuelto menos efectivos debido al desarrollo de resistencia . [16] [17] [18] [19]
El proceso comienza con pruebas (cribado) contra organismos objetivo como insectos , hongos o plantas . Los insumos suelen ser compuestos aleatorios, productos naturales , [20] compuestos diseñados para alterar un objetivo bioquímico, compuestos descritos en patentes o literatura u organismos de biocontrol .
Los compuestos que son activos en el proceso de selección, conocidos como hits o leads, no pueden usarse como pesticidas, excepto para organismos de biocontrol y algunos productos naturales potentes. Estos compuestos lead necesitan ser optimizados mediante una serie de ciclos de síntesis y prueba de análogos. Para que las autoridades regulatorias aprueben su uso como pesticidas, los compuestos optimizados deben cumplir varios requisitos. [11] [12] Además de ser potentes (baja tasa de aplicación), deben mostrar baja toxicidad, bajo impacto ambiental y costo de fabricación viable. El costo de desarrollo de un pesticida en 2022 se estimó en 350 millones de dólares estadounidenses. [21] Se ha vuelto más difícil encontrar nuevos pesticidas. Más de 100 nuevos ingredientes activos se introdujeron en la década de 2000 y menos de 40 en la de 2010. [15] Los biopesticidas son más baratos de desarrollar, ya que las autoridades requieren menos estudios toxicológicos y ambientales. Desde el año 2000, la tasa de introducción de nuevos productos biológicos ha superado con frecuencia la de los productos convencionales. [15]
Más del 25% de los pesticidas químicos existentes contienen uno o más centros quirales (centros SteriGenic). [22] Los pesticidas más nuevos con tasas de aplicación más bajas tienden a tener estructuras más complejas y, por lo tanto, contienen con mayor frecuencia centros quirales. [22] En los casos en que la mayor parte o la totalidad de la actividad pesticida en un nuevo compuesto se encuentra en un enantiómero (el eutómero ), se prefiere el registro y uso del compuesto como este único enantiómero. Esto reduce la tasa de aplicación total y evita las tediosas pruebas ambientales requeridas al registrar un racemato. [23] [24] Sin embargo, si no se puede encontrar una ruta de fabricación enantioselectiva viable , entonces el racemato se registra y se usa.
Se buscan insecticidas con actividad sistémica contra plagas chupadoras, que sean seguros para los polinizadores , [25] [21] [16] particularmente en vista de las prohibiciones parciales de los neonicotinoides . La guía revisada de 2023 por las autoridades de registro describe las pruebas de abejas que se requieren para que los nuevos insecticidas sean aprobados para uso comercial. [26] [27] [28] [29]
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Además de su uso principal en la agricultura , los pesticidas tienen otras aplicaciones. Los pesticidas se utilizan para controlar organismos que se consideran dañinos o perniciosos para su entorno. [30] Por ejemplo, se utilizan para matar mosquitos que pueden transmitir enfermedades potencialmente mortales como el virus del Nilo Occidental , la fiebre amarilla y la malaria . También pueden matar abejas , avispas u hormigas que pueden causar reacciones alérgicas. Los insecticidas pueden proteger a los animales de enfermedades que pueden ser causadas por parásitos como las pulgas . [30] Los pesticidas pueden prevenir enfermedades en los humanos que podrían ser causadas por alimentos mohosos o productos enfermos. Los herbicidas se pueden utilizar para limpiar las malas hierbas, los árboles y la maleza de los bordes de la carretera. También pueden matar las malas hierbas invasoras que pueden causar daños ambientales. Los herbicidas se aplican comúnmente en estanques y lagos para controlar las algas y plantas como las hierbas acuáticas que pueden interferir con actividades como la natación y la pesca y hacer que el agua se vea o huela desagradable. [31] Las plagas no controladas, como las termitas y el moho, pueden dañar estructuras como las casas. [30] Los pesticidas se utilizan en tiendas de comestibles y en instalaciones de almacenamiento de alimentos para controlar los roedores e insectos que infestan alimentos como los cereales. Los pesticidas se utilizan en céspedes y campos de golf , en parte por razones estéticas. [32]
El manejo integrado de plagas , el uso de múltiples enfoques para controlar las plagas, se está generalizando y se ha utilizado con éxito en países como Indonesia , China , Bangladesh , Estados Unidos, Australia y México . [33] El MIP intenta reconocer los impactos más generalizados de una acción sobre un ecosistema , de modo que no se alteren los equilibrios naturales. [34]
Cada uso de un pesticida conlleva un riesgo asociado. El uso adecuado de pesticidas reduce estos riesgos asociados a un nivel considerado aceptable por las agencias reguladoras de pesticidas, como la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y la Agencia Reguladora de Manejo de Plagas (PMRA) de Canadá.
El DDT , rociado sobre las paredes de las casas, es un organoclorado que se ha utilizado para combatir los vectores de la malaria (mosquitos) desde la década de 1940. La Organización Mundial de la Salud recomienda este enfoque. [35] Este y otros pesticidas organoclorados han sido prohibidos en la mayoría de los países del mundo debido a su persistencia en el medio ambiente y toxicidad humana. El DDT se ha vuelto menos efectivo, ya que se identificó resistencia en África ya en 1955, y en 1972 diecinueve especies de mosquitos en todo el mundo eran resistentes al DDT. [36] [37]
El uso total de plaguicidas en la agricultura en 2021 fue de 3,54 millones de toneladas de ingredientes activos (Mt), un aumento del 4 por ciento con respecto a 2020, un aumento del 11 por ciento en una década y una duplicación desde 1990. El uso de plaguicidas por área de cultivo en 2021 fue de 2,26 kg por hectárea (kg/ha), un aumento del 4 por ciento con respecto a 2020; el uso por valor de la producción agrícola fue de 0,86 kg por mil dólares internacionales (kg/1000 I$) (+2%); y el uso por persona fue de 0,45 kg per cápita (kg/cap) (+3%). Entre 1990 y 2021, estos indicadores aumentaron un 85 por ciento, un 3 por ciento y un 33 por ciento, respectivamente. Brasil fue el mayor usuario mundial de plaguicidas en 2021, con 720 kt de aplicaciones de plaguicidas para uso agrícola, mientras que Estados Unidos (457 kt) fue el segundo mayor usuario. [38] [39]
En 2021, las aplicaciones por superficie de cultivo variaron ampliamente, desde 10,9 kg/ hectárea en Brasil hasta 0,8 kg/ha en la Federación Rusa. El nivel en Brasil fue aproximadamente el doble que en Argentina (5,6 kg/ha) e Indonesia (5,3 kg/ha). [38] El uso de insecticidas en los EE. UU. ha disminuido en más de la mitad desde 1980 (0,6 %/año), principalmente debido a la casi eliminación gradual de los organofosforados . En los campos de maíz, la disminución fue aún más pronunciada, debido al cambio al maíz Bt transgénico . [40]
Los pesticidas aumentan el rendimiento agrícola y reducen los costos. [41] Un estudio concluyó que no utilizar pesticidas reducía el rendimiento de los cultivos en un 10% aproximadamente. [42] Otro estudio, realizado en 1999, concluyó que la prohibición de los pesticidas en los Estados Unidos podría dar lugar a un aumento de los precios de los alimentos , la pérdida de puestos de trabajo y un aumento del hambre en el mundo. [43]
Existen dos niveles de beneficios derivados del uso de pesticidas: primarios y secundarios. Los beneficios primarios son las ganancias directas derivadas del uso de pesticidas y los beneficios secundarios son los efectos que son más a largo plazo. [44]
Control de plagas y vectores de enfermedades de las plantas
Control de vectores de enfermedades y organismos molestos para humanos y ganado
Controlar organismos que dañan otras actividades y estructuras humanas
En 2018, las ventas mundiales de pesticidas se estimaron en 65 mil millones de dólares, de los cuales el 88% se utilizó para la agricultura. [15] Los genéricos representaron el 85% de las ventas en 2018. [46] En un estudio, se estimó que por cada dólar ($1) que se gasta en pesticidas para cultivos, se obtienen hasta cuatro dólares ($4) en cultivos que de otro modo se perderían debido a insectos, hongos y malezas. [47] En general, los agricultores se benefician de un aumento en el rendimiento de los cultivos y de poder cultivar una variedad de cultivos durante todo el año. Los consumidores de productos agrícolas también se benefician de poder permitirse las grandes cantidades de productos disponibles durante todo el año. [44]
En cuanto a los costos, el uso de pesticidas puede tener costos para el medio ambiente y para la salud humana. [48] La educación sobre la seguridad de los pesticidas y la regulación de las personas que los aplican están diseñadas para proteger al público del uso indebido de pesticidas , pero no eliminan todo uso indebido. Reducir el uso de pesticidas y elegir pesticidas menos tóxicos puede reducir los riesgos que el uso de pesticidas representa para la sociedad y el medio ambiente. [31]
Los pesticidas pueden afectar negativamente a la salud. [49] [50] imitando hormonas causando problemas reproductivos y también causando cáncer. [51] Una revisión sistemática de 2007 encontró que "la mayoría de los estudios sobre linfoma no Hodgkin y leucemia mostraron asociaciones positivas con la exposición a pesticidas" y, por lo tanto, concluyó que el uso cosmético de pesticidas debería disminuir. [52] Existe evidencia sustancial de asociaciones entre las exposiciones a insecticidas organofosforados y alteraciones neuroconductuales. [53] [54] [55] [56] También existe evidencia limitada de otros resultados negativos de la exposición a pesticidas, incluidos defectos neurológicos, defectos de nacimiento y muerte fetal . [57]
La Academia Estadounidense de Pediatría recomienda limitar la exposición de los niños a los pesticidas y utilizar alternativas más seguras: [58]
Los pesticidas también se encuentran en la mayoría de los hogares de los EE. UU.: 88 millones de los 121,1 millones de hogares indicaron que usaban algún tipo de pesticida en 2012. [59] [60] En 2007, había más de 1055 ingredientes activos registrados como pesticidas, [61] lo que da como resultado más de 20 000 productos pesticidas que se comercializan en los Estados Unidos. [62]
Debido a una reglamentación y precauciones de seguridad inadecuadas, el 99% de las muertes relacionadas con los plaguicidas ocurren en países en desarrollo que representan solo el 25% del uso de plaguicidas. [63]
Un estudio concluyó que el envenenamiento con pesticidas era el método de elección en un tercio de los suicidios en todo el mundo y recomendó, entre otras cosas, más restricciones sobre los tipos de pesticidas que son más dañinos para los humanos. [64]
Una revisión epidemiológica de 2014 encontró asociaciones entre el autismo y la exposición a ciertos pesticidas, pero señaló que la evidencia disponible era insuficiente para concluir que la relación era causal. [65]
La Organización Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente estiman que 3 millones de trabajadores agrícolas en el mundo en desarrollo sufren intoxicaciones graves por pesticidas cada año, lo que resulta en 18.000 muertes. [33] Según un estudio, hasta 25 millones de trabajadores en países en desarrollo pueden sufrir intoxicaciones leves por pesticidas cada año. [66] Otras exposiciones ocupacionales además de las de los trabajadores agrícolas, incluidos los peluqueros de mascotas, los jardineros y los fumigadores , también pueden poner a las personas en riesgo de sufrir efectos sobre la salud por pesticidas. [62]
El uso de plaguicidas está muy extendido en América Latina , donde se gastan alrededor de 3.000 millones de dólares cada año. Los registros indican un aumento de la frecuencia de intoxicaciones por plaguicidas en las dos últimas décadas. Se cree que los incidentes más comunes de intoxicación por plaguicidas son resultado de la exposición a insecticidas organofosforados y carbamatos. [67] El uso de plaguicidas en el hogar, el uso de productos no regulados y el papel de los trabajadores indocumentados dentro de la industria agrícola hacen que caracterizar la verdadera exposición a plaguicidas sea un desafío. Se estima que entre el 50% y el 80% de los casos de intoxicación por plaguicidas no se denuncian.
La falta de notificación de los casos de intoxicación por plaguicidas es especialmente frecuente en zonas donde los trabajadores agrícolas tienen menos probabilidades de buscar atención en un centro de salud que pueda estar vigilando o rastreando la incidencia de intoxicaciones agudas. La magnitud de las intoxicaciones accidentales por plaguicidas puede ser mucho mayor de lo que sugieren los datos disponibles, en particular entre los países en desarrollo. A nivel mundial, la agricultura y la producción de alimentos siguen siendo una de las industrias más grandes. En África oriental, la industria agrícola representa uno de los sectores más grandes de la economía, ya que casi el 80% de su población depende de la agricultura para obtener ingresos. [68] Los agricultores de estas comunidades dependen de los productos plaguicidas para mantener altos los rendimientos de los cultivos.
Algunos gobiernos de África Oriental están adoptando una política agrícola corporativa , y las oportunidades para que los conglomerados extranjeros gestionen granjas comerciales han permitido que se pueda acceder a investigaciones sobre el uso de plaguicidas y la exposición de los trabajadores a ellos. En otras zonas donde una gran proporción de la población depende de la agricultura de subsistencia en pequeña escala, es más difícil estimar el uso de plaguicidas y la exposición a ellos.
Los pesticidas pueden exhibir efectos tóxicos en humanos y otras especies no objetivo, cuya gravedad depende de la frecuencia y magnitud de la exposición. La toxicidad también depende de la tasa de absorción, distribución dentro del cuerpo, metabolismo y eliminación de compuestos del cuerpo. Los pesticidas de uso común como organofosforados y carbamatos actúan inhibiendo la actividad de la acetilcolinesterasa , lo que previene la descomposición de la acetilcolina en la sinapsis neuronal . El exceso de acetilcolina puede provocar síntomas como calambres musculares o temblores, confusión, mareos y náuseas. Los estudios muestran que los trabajadores agrícolas en Etiopía, Kenia y Zimbabwe tienen concentraciones reducidas de acetilcolinesterasa plasmática, la enzima responsable de descomponer la acetilcolina que actúa sobre las sinapsis en todo el sistema nervioso . [69] [70] [71] Otros estudios en Etiopía han observado una función respiratoria reducida entre los trabajadores agrícolas que rocían cultivos con pesticidas. [72] Numerosas vías de exposición para los trabajadores agrícolas aumentan el riesgo de intoxicación por pesticidas, incluida la absorción dérmica al caminar por los campos y aplicar productos, así como la exposición por inhalación.
Existen múltiples métodos para medir la exposición de una persona a los pesticidas, cada uno de los cuales proporciona una estimación de la dosis interna de un individuo. Dos métodos amplios incluyen la medición de biomarcadores y marcadores de efecto biológico. [73] El primero implica la medición directa del compuesto original o sus metabolitos en varios tipos de medios: orina, sangre, suero. Los biomarcadores pueden incluir una medición directa del compuesto en el cuerpo antes de que se haya biotransformado durante el metabolismo. Otros biomarcadores adecuados pueden incluir los metabolitos del compuesto original después de que se hayan biotransformado durante el metabolismo. [73] Los datos toxicocinéticos pueden proporcionar información más detallada sobre la rapidez con la que el compuesto se metaboliza y se elimina del cuerpo, y proporcionar información sobre el momento de la exposición.
Los marcadores de efecto biológico proporcionan una estimación de la exposición basada en actividades celulares relacionadas con el mecanismo de acción. Por ejemplo, muchos estudios que investigan la exposición a pesticidas a menudo implican la cuantificación de la enzima acetilcolinesterasa en la sinapsis neuronal para determinar la magnitud del efecto inhibidor de los pesticidas organofosforados y carbamatos. [69] [70] [71] [73]
Otro método para cuantificar la exposición consiste en medir, a nivel molecular, la cantidad de plaguicida que interactúa con el lugar de acción. Estos métodos se utilizan más comúnmente para exposiciones ocupacionales en las que se comprende mejor el mecanismo de acción, como se describe en las directrices de la OMS publicadas en "Biological Monitoring of Chemical Exposure in the Workplace" [ 74] . Es necesario comprender mejor cómo los plaguicidas provocan sus efectos tóxicos antes de que este método de evaluación de la exposición pueda aplicarse a la exposición ocupacional de los trabajadores agrícolas.
Los métodos alternativos para evaluar la exposición incluyen cuestionarios para determinar si los participantes presentan síntomas asociados con la intoxicación por pesticidas. Los síntomas informados por los propios participantes pueden incluir dolores de cabeza, mareos, náuseas, dolor en las articulaciones o síntomas respiratorios. [70]
Existen múltiples desafíos para evaluar la exposición a pesticidas en la población general, y muchos otros que son específicos de las exposiciones ocupacionales de los trabajadores agrícolas. Más allá de los trabajadores agrícolas, estimar la exposición de los miembros de la familia y los niños presenta desafíos adicionales, y puede ocurrir a través de la exposición "llevada a casa" de residuos de pesticidas recogidos en la ropa o el equipo perteneciente a los padres trabajadores agrícolas y traídos inadvertidamente al hogar. Los niños también pueden estar expuestos a pesticidas prenatalmente de madres expuestas a pesticidas durante el embarazo. [53] Caracterizar la exposición de los niños resultante de la deriva de pesticidas en el aire y la aplicación de aerosoles es igualmente difícil, pero está bien documentado en los países en desarrollo. [75] Debido a los períodos críticos de desarrollo del feto y los niños recién nacidos, estas poblaciones que no trabajan son más vulnerables a los efectos de los pesticidas y pueden tener un mayor riesgo de desarrollar efectos neurocognitivos y un desarrollo deficiente. [53] [63]
Aunque la medición de biomarcadores o marcadores de efectos biológicos puede proporcionar estimaciones más precisas de la exposición, la recolección de estos datos en el campo a menudo es poco práctica y muchos métodos no son lo suficientemente sensibles para detectar concentraciones de bajo nivel. Existen kits de prueba rápida de colinesterasa para recolectar muestras de sangre en el campo. La realización de evaluaciones a gran escala de trabajadores agrícolas en regiones remotas de países en desarrollo hace que la implementación de estos kits sea un desafío. [73] El ensayo de colinesterasa es una herramienta clínica útil para evaluar la exposición individual y la toxicidad aguda. La variabilidad considerable en la actividad enzimática de referencia entre individuos hace que sea difícil comparar las mediciones de campo de la actividad de la colinesterasa con una dosis de referencia para determinar el riesgo para la salud asociado con la exposición. [73] Otro desafío que enfrentan los investigadores para derivar una dosis de referencia es identificar los puntos finales de salud que son relevantes para la exposición. Se necesita más investigación epidemiológica para identificar puntos finales de salud críticos, en particular entre las poblaciones que están expuestas ocupacionalmente.
La exposición nociva a los plaguicidas se puede reducir al mínimo mediante el uso adecuado de equipos de protección personal, tiempos de reingreso adecuados a las zonas recientemente rociadas y un etiquetado eficaz de los productos para detectar sustancias peligrosas según las normas de la FIFRA . La capacitación de las poblaciones de alto riesgo, incluidos los trabajadores agrícolas, sobre el uso y el almacenamiento adecuados de los plaguicidas puede reducir la incidencia de intoxicaciones agudas por plaguicidas y los posibles efectos crónicos para la salud asociados con la exposición. La investigación continua sobre los efectos tóxicos de los plaguicidas para la salud humana sirve como base para políticas pertinentes y normas aplicables que protejan la salud de todas las poblaciones.
El uso de pesticidas plantea una serie de preocupaciones ambientales. Más del 98% de los insecticidas rociados y el 95% de los herbicidas llegan a un destino distinto de sus especies objetivo, incluidas especies no objetivo, aire, agua y suelo. [33] La deriva de pesticidas ocurre cuando los pesticidas suspendidos en el aire como partículas son transportados por el viento a otras áreas, contaminándolas potencialmente. Los pesticidas son una de las causas de la contaminación del agua , y algunos pesticidas eran contaminantes orgánicos persistentes (ahora prohibidos), que contribuyen a la contaminación del suelo y las flores (polen, néctar). [76] Además, el uso de pesticidas puede afectar negativamente a la actividad agrícola vecina, ya que las propias plagas se desplazan y dañan los cultivos cercanos en los que no se han utilizado pesticidas. [77]
Además, el uso de pesticidas reduce la biodiversidad , contribuye a la disminución de los polinizadores , [78] [79] [80] destruye el hábitat (especialmente para las aves), [81] y amenaza a las especies en peligro de extinción . [33] Las plagas pueden desarrollar una resistencia al pesticida ( resistencia al pesticida ), lo que hace necesario un nuevo pesticida. Alternativamente, se puede utilizar una dosis mayor del pesticida para contrarrestar la resistencia, aunque esto provocará un empeoramiento del problema de la contaminación ambiental.
El Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes prohibió todos los plaguicidas persistentes , [82] [83] en particular el DDT y otros plaguicidas organoclorados, que eran estables y lipofílicos , y por lo tanto capaces de bioacumularse [84] en el cuerpo y la cadena alimentaria y que se extendían por todo el planeta . [85] [86] Los plaguicidas persistentes ya no se utilizan para la agricultura y no serán aprobados por las autoridades. [11] [12] Debido a que la vida media en el suelo es larga (para el DDT 2-15 años [87] ) aún se pueden detectar residuos en humanos en niveles de 5 a 10 veces más bajos que los encontrados en la década de 1970. [88]
En la actualidad, los plaguicidas deben ser degradables en el medio ambiente. Esta degradación de los plaguicidas se debe tanto a las propiedades químicas innatas de los compuestos como a los procesos o condiciones ambientales. [89] Por ejemplo, la presencia de halógenos dentro de una estructura química a menudo ralentiza la degradación en un entorno aeróbico. [90] La adsorción al suelo puede retardar el movimiento de los plaguicidas, pero también puede reducir la biodisponibilidad para los degradadores microbianos. [91]
La contaminación por pesticidas en el medio ambiente se puede monitorear a través de bioindicadores como los polinizadores de abejas . [76]
En un estudio, se estimó que los costos para la salud humana y el medio ambiente debidos a los pesticidas en los Estados Unidos fueron de 9.600 millones de dólares: compensados por aproximadamente 40.000 millones de dólares en aumento de la producción agrícola. [92]
Los costos adicionales incluyen el proceso de registro y el costo de compra de pesticidas, que generalmente son asumidos por las empresas agroquímicas y los agricultores respectivamente. El proceso de registro puede tardar varios años en completarse (hay 70 tipos diferentes de pruebas de campo) y puede costar entre 50 y 70 millones de dólares por un solo pesticida. [92] A principios del siglo XXI, Estados Unidos gastaba aproximadamente 10 mil millones de dólares en pesticidas anualmente. [92]
El uso de plaguicidas conlleva inherentemente el riesgo de que se desarrolle resistencia. Diversas técnicas y procedimientos de aplicación de plaguicidas pueden retardar el desarrollo de la resistencia, al igual que algunas características naturales de la población destinataria y del entorno circundante. [4]
Existen alternativas a los pesticidas que incluyen métodos de cultivo, uso de controles biológicos de plagas (como feromonas y pesticidas microbianos), ingeniería genética (principalmente de cultivos ) y métodos para interferir con la reproducción de insectos. [33] La aplicación de desechos de jardín compostados también se ha utilizado como una forma de controlar las plagas. [93]
Estos métodos son cada vez más populares y, a menudo, son más seguros que los pesticidas químicos tradicionales. Además, la EPA está registrando cada vez más pesticidas de riesgo reducido. [ cita requerida ]
Las prácticas de cultivo incluyen policultivo (cultivo de múltiples tipos de plantas), rotación de cultivos , plantación de cultivos en áreas donde no viven las plagas que los dañan, programación de la siembra según el momento en que las plagas serán menos problemáticas y el uso de cultivos trampa que atraen a las plagas lejos del cultivo real. [33] Los cultivos trampa han controlado con éxito las plagas en algunos sistemas agrícolas comerciales al tiempo que reducen el uso de pesticidas. [94] En otros sistemas, los cultivos trampa pueden no reducir las densidades de plagas a escala comercial, incluso cuando el cultivo trampa funciona en experimentos controlados. [95]
La liberación de otros organismos que combaten la plaga es otro ejemplo de una alternativa al uso de pesticidas. Estos organismos pueden incluir depredadores naturales o parásitos de las plagas. [33] También se pueden utilizar pesticidas biológicos basados en hongos entomopatógenos , bacterias y virus que causan enfermedades en las especies de plagas. [33]
La interferencia en la reproducción de los insectos se puede lograr esterilizando a los machos de la especie objetivo y liberándolos, de modo que se apareen con las hembras pero no produzcan descendencia. [33] Esta técnica se utilizó por primera vez en la mosca del gusano barrenador en 1958 y desde entonces se ha utilizado con la mosca mediterránea , la mosca tsé-tsé [96] y la polilla gitana [97] . Este es un enfoque costoso y lento que solo funciona en algunos tipos de insectos. [33]
Otras alternativas incluyen el “laserweeding” – el uso de nuevos robots agrícolas para el control de malezas mediante láser . [98]
El término "push-pull" se estableció en 1987 como un enfoque para el manejo integrado de plagas (MIP). Esta estrategia utiliza una mezcla de estímulos que modifican el comportamiento para manipular la distribución y abundancia de los insectos. "Push" significa que los insectos son repelidos o disuadidos de alejarse de cualquier recurso que se esté protegiendo. "Pull" significa que se utilizan ciertos estímulos (estímulos semioquímicos, feromonas, aditivos alimentarios, estímulos visuales, plantas genéticamente modificadas, etc.) para atraer plagas y atraparlas en los cultivos donde serán eliminadas. [99] Hay numerosos componentes diferentes involucrados para implementar una estrategia Push-Pull en el MIP.
En todo el mundo se han realizado numerosos estudios de caso para comprobar la eficacia del enfoque push-pull. La estrategia push-pull más exitosa se desarrolló en África para la agricultura de subsistencia. Otro estudio de caso exitoso se realizó sobre el control de Helicoverpa en cultivos de algodón en Australia. En Europa, Oriente Medio y Estados Unidos, las estrategias push-pull se utilizaron con éxito para controlar Sitona lineatus en campos de frijol. [99]
Algunas ventajas de utilizar el método push-pull son el menor uso de materiales químicos o biológicos y una mejor protección contra la habituación de los insectos a este método de control. Algunas desventajas de la estrategia push-pull son que si no se tiene un conocimiento adecuado de la ecología química y del comportamiento de las interacciones entre el huésped y la plaga, este método se vuelve poco confiable. Además, debido a que el método push-pull no es un método muy popular de manejo integrado de plagas, los costos operativos y de registro son más altos.
Algunas evidencias muestran que las alternativas a los pesticidas pueden ser tan efectivas como el uso de productos químicos. Un estudio de campos de maíz en el norte de Florida encontró que la aplicación de desechos de jardín compostados con una alta proporción de carbono a nitrógeno en los campos agrícolas fue altamente efectiva para reducir la población de nematodos parásitos de las plantas y aumentar el rendimiento de los cultivos, con aumentos de rendimiento que oscilaron entre el 10% y el 212%; los efectos observados fueron a largo plazo, a menudo no aparecieron hasta la tercera temporada del estudio. [93] La nutrición adicional de silicio protege a algunos cultivos hortícolas contra enfermedades fúngicas casi por completo, mientras que la insuficiencia de silicio a veces conduce a infecciones graves incluso cuando se utilizan fungicidas. [100]
La resistencia a los pesticidas está aumentando y eso puede hacer que las alternativas sean más atractivas.
Los biopesticidas son ciertos tipos de pesticidas derivados de materiales naturales como animales, plantas, bacterias y ciertos minerales. Por ejemplo, el aceite de canola y el bicarbonato de sodio tienen aplicaciones pesticidas y se consideran biopesticidas. Los biopesticidas se dividen en tres clases principales:
Los pesticidas que están relacionados con el tipo de plagas son: [105]
En muchos países, los plaguicidas deben ser aprobados para su venta y uso por una agencia gubernamental. [108] [109]
A nivel mundial, el 85% de los países tienen legislación sobre plaguicidas para el almacenamiento adecuado de los mismos y el 51% incluye disposiciones para garantizar la eliminación adecuada de todos los plaguicidas obsoletos. [110]
Aunque las reglamentaciones sobre plaguicidas difieren de un país a otro, los plaguicidas y los productos en los que se utilizan se comercializan a través de las fronteras internacionales. Para abordar las inconsistencias en las reglamentaciones entre los países, los delegados de una conferencia de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura adoptaron en 1985 un Código Internacional de Conducta sobre la Distribución y el Uso de Plaguicidas para crear normas voluntarias de reglamentación de plaguicidas para diferentes países. [108] El Código se actualizó en 1998 y 2002. [111] La FAO afirma que el código ha aumentado la conciencia sobre los peligros de los plaguicidas y ha reducido el número de países sin restricciones al uso de plaguicidas. [6]
Otras tres iniciativas encaminadas a mejorar la reglamentación del comercio internacional de plaguicidas son las Directrices de Londres para el intercambio de información sobre productos químicos objeto de comercio internacional y la Comisión del Codex Alimentarius de las Naciones Unidas . Las primeras tratan de aplicar procedimientos para garantizar que exista un consentimiento fundamentado previo entre los países que compran y venden plaguicidas, mientras que la segunda trata de crear normas uniformes para los niveles máximos de residuos de plaguicidas entre los países participantes. [112]
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En los Estados Unidos , la Agencia de Protección Ambiental (EPA) es responsable de regular los pesticidas bajo la Ley Federal de Insecticidas, Fungicidas y Rodenticidas (FIFRA) y la Ley de Protección de la Calidad de los Alimentos (FQPA). [113]
Se deben realizar estudios para establecer las condiciones en las que el material es seguro de usar y la eficacia contra las plagas previstas. [114] La EPA regula los pesticidas para garantizar que estos productos no presenten efectos adversos para los seres humanos o el medio ambiente, con énfasis en la salud y la seguridad de los niños. [115] Los pesticidas producidos antes de noviembre de 1984 continúan siendo reevaluados para cumplir con los estándares científicos y regulatorios actuales. Todos los pesticidas registrados se revisan cada 15 años para garantizar que cumplan con los estándares adecuados. [113] Durante el proceso de registro, se crea una etiqueta. La etiqueta contiene instrucciones para el uso adecuado del material además de restricciones de seguridad. Según la toxicidad aguda, los pesticidas se asignan a una Clase de toxicidad . Los pesticidas son los productos químicos más probados después de los medicamentos en los Estados Unidos; los que se usan en alimentos requieren más de 100 pruebas para determinar una variedad de impactos potenciales. [115]
Algunos pesticidas se consideran demasiado peligrosos para su venta al público en general y se los designa como pesticidas de uso restringido . Solo los aplicadores certificados, que hayan aprobado un examen, pueden comprar o supervisar la aplicación de pesticidas de uso restringido. [108] Se requiere que se mantengan registros de ventas y uso, que pueden ser auditados por las agencias gubernamentales encargadas de hacer cumplir las regulaciones sobre pesticidas. [116] [117] Estos registros deben estar disponibles para los empleados y las agencias regulatorias ambientales estatales o territoriales. [118] [119]
Además de la EPA, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) y la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) establecen estándares para el nivel de residuos de pesticidas que se permite en los cultivos. [120] La EPA analiza los posibles efectos ambientales y para la salud humana que podrían estar asociados con el uso del pesticida. [121]
Además, la EPA de los EE. UU. utiliza el proceso de cuatro pasos del Consejo Nacional de Investigación para la evaluación de riesgos para la salud humana: (1) identificación de peligros, (2) evaluación de dosis-respuesta, (3) evaluación de la exposición y (4) caracterización del riesgo. [122]
En 2013, el condado de Kauai (Hawái) aprobó el proyecto de ley n.º 2491 para añadir un artículo al capítulo 22 del código del condado relacionado con los pesticidas y los organismos genéticamente modificados. El proyecto de ley refuerza las protecciones de las comunidades locales de Kauai, donde muchas grandes empresas de pesticidas prueban sus productos. [123]
La primera legislación que otorgaba autoridad federal para regular los pesticidas se promulgó en 1910. [61]
Se ha aprobado una legislación de la UE que prohíbe el uso de pesticidas altamente tóxicos, incluidos los que son cancerígenos , mutagénicos o tóxicos para la reproducción, los que alteran el sistema endocrino y los que son persistentes, bioacumulables y tóxicos (PBT) o muy persistentes y muy bioacumulables (vPvB), y se han aprobado medidas para mejorar la seguridad general de los pesticidas en todos los estados miembros de la UE. [124]
En 2023, la Comisión de Medio Ambiente del Parlamento Europeo aprobó una decisión cuyo objetivo es reducir el uso de plaguicidas en un 50% (el de los más peligrosos en un 65%) para el año 2030 y garantizar un uso sostenible de los plaguicidas (por ejemplo, utilizarlos solo como último recurso). La decisión también incluye medidas para ofrecer alternativas a los agricultores. [125]
Los residuos de plaguicidas son los plaguicidas que pueden permanecer en los alimentos después de su aplicación en los cultivos alimentarios. [126] Las autoridades reguladoras establecen cuidadosamente los límites máximos de residuos (LMR) de plaguicidas en los alimentos para garantizar, a su criterio, que no haya impactos en la salud. Las reglamentaciones, como los intervalos previos a la cosecha, también suelen impedir la cosecha de productos agrícolas o ganaderos si han sido tratados recientemente, a fin de permitir que las concentraciones de residuos disminuyan con el tiempo hasta niveles seguros antes de la cosecha. La exposición de la población general a estos residuos se produce con mayor frecuencia a través del consumo de fuentes de alimentos tratadas o del contacto cercano con áreas tratadas con plaguicidas, como granjas o céspedes. [127]
Los pesticidas persistentes ya no se utilizan en la agricultura y no serán aprobados por las autoridades. [128] [129] Debido a que la vida media en el suelo es larga (para el DDT, 2 a 15 años [130] ), aún se pueden detectar residuos en humanos en niveles 5 a 10 veces inferiores a los encontrados en la década de 1970. [131]
Las autoridades controlan los residuos. En 2016, más del 99% de las muestras de productos agrícolas estadounidenses no contenían residuos de pesticidas o tenían niveles de residuos muy por debajo de los niveles de tolerancia de la EPA para cada pesticida. [132]
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Este artículo incorpora material de dominio público de Jasper Womach. Informe para el Congreso: Agricultura: Glosario de términos, programas y leyes, edición de 2005 (PDF) . Servicio de Investigación del Congreso .
Este artículo incorpora texto de una obra de contenido libre . Licencia CC BY-SA IGO 3.0 (declaración de licencia/permiso). Texto tomado de Anuario estadístico mundial sobre la agricultura y la alimentación 2023, FAO, FAO.
