Agrologia

LA IMPORTANCIA DEL SUELO

El glifosato, el herbicida omnipresente

 

Últimamente ha habido gran información en todos los medias sobre el glifosato, el herbicida más comúnmente utilizado en la agricultura y en parques y jardines, y conocido por todas y todos, vendedores de fitosanitarios, aplicadores del producto y consumidores preocupados. De ahí el título del artículo, sin mayor tendencia.

La polémica aparece del hecho que en la Unión Europea no se ha decidido renovar la licencia del herbicida durante este año 2017. Siendo pues controvertido por ser un producto empleado por doquier y presente en la mayoría de los campos agrarios, pero existiendo todavía dudas sobre su posible impacto cancerígeno a pesar del tiempo que lleva usándose. Nada menos… Da que pensar.

Creo que se habla mucho del glifosato pero se conoce poco. Supongo que tiene que ver con la “era de la (des)información” en la que vivimos. A este efecto, he querido recuperar un trabajo de investigación que realicé sobre el glifosato hace ya unos años, con afán de ampliar los datos y dar una aproximación objetiva de lo que es el herbicida y su comportamiento en la naturaleza. Sin intención de discusión o controversia, me limitaré a los datos técnicos de este producto.

Sin embargo antes, mencionar que el empleo del glifosato, libre de patente, versátil y barato, se usa contra las malas hierbas en campos de cereal, frutales, olivares, viñas y cultivos industriales, en casi cuatro millones de hectáreas en España (abril 2017), el 28% de la superficie de cultivo, según los datos de la Asociación Empresarial para la Protección de las Plantas (AEPLA).

 

Origen y uso del contaminante

El glifosato es un herbicida sistémico no selectivo, es decir de amplio espectro, que actúa en la planta en post-emergencia absorbiéndose por las hojas principalmente y moviéndose por toda la planta hasta las raíces, ejerciendo su acción herbicida inhibiendo una enzima, la enol-piruvil-shikimato-fosfato-sintetasa (EPSPS), que impide a las plantas elaborar tres aminoácidos aromáticos esenciales (fenilalanina, tirosina y triptofano) para su crecimiento y supervivencia. Estos aminoácidos y otras enzimas forman parte de la vía del ácido chiquímico[1], presente en plantas superiores y microorganismos, pero no en animales. Al afectar a los microorganismos, influye a su vez en los procesos que desempeñan, como la descomposición de la materia orgánica y producción de humus, entre otros.

[1] Ácido chikímico: También llamado ácido siquímico o siquimato (forma aniónica), es un intermediario bioquímico importante en plantas y microorganismos.

Este producto contaminante se usa más habitualmente en agricultura, para matar plantas no deseables en pastos y cultivos, sean para producción alimentaria como de especies leñosas destinadas a otros propósitos. Sin embargo, también se puede utilizar, tal y como se hace en Colombia, para el secado de granos o por vía aérea para madurar la caña de azúcar; dónde el glifosato puede afectar a otras enzimas no relacionadas con el ácido chiquímico, concretamente en la reducción de la actividad del ácido invertasa en el caso de la caña de azúcar.

El glifosato como tal, es un ácido, pero es utilizado normalmente en forma de sales, como la sal isopropilamina de glifosato o la sal isopropilamina de N – (fosfonometil) glicina.

Glifosato

Izq.: Composición química del glifosato. Drcha.: Modelo en 3 dimensiones del glifosato.

La mayoría de productos que contienen glifosato están hechos o se utilizan con un surfactante para ayudar al glifosato a penetrar en los tejidos de la planta, el cual le confiere características toxicológicas diferentes a las del glifosato solo. Entre un gran abanico de productos comerciales de distintas casas comerciales, en el caso del RoundUp, el herbicida más utilizado a nivel mundial y producido por Monsanto, que contiene el surfactante polioxietileno amina (POEA), ácidos orgánicos, isopropilamina y agua. Se ha considerado que el surfactante que posee el RoundUp es el causante principal de la toxicidad de esta formulación.

Finalmente, y para dar pie a la problemática discusión sobre este producto, comentar brevemente que, entre 1986 y 1996 el uso del glifosato se triplicó en Estados Unidos y se incrementó su uso en Europa en un 129% entre 1991 y 1995, principalmente debido a dos motivos: 1) era un producto muy efectivo y 2) las declaraciones de Monsanto sobre el herbicida, que aseguraban que no era un producto peligroso para los humanos y que era ambientalmente seguro. Existen pero, resultados de investigaciones científicas sobre herbicidas que contienen glifosato, independientes de Monsanto, que contradicen las indicaciones de la empresa.

 

Propiedades físicas y químicas

En base a la información contenida en la Toxnet (Toxicology Data Network), algunas de las propiedades físicas y químicas se recogen en la tabla siguiente.

Glifosato

Fórmula química C3H8NO5P
Peso molecular 169,1
Color/forma Blanco/sólido (cristales)
Olor sin olor
Punto de fusión 230 ºC
Densidad 1,705 (a 20 ºC)
Constantes de disociación: pKa1, pKa 2 y pKa 3 2,3 (20 ºC), 5,7 (20 ºC) y 10,2 (25 ºC)
log Kow -3,4
Solubilidad 10,5 g/L (en agua a pH 1,9 y 20 ºC), insoluble en solventes orgánicos
Presión de vapor 9,8*10-8 mm Hg (25 ºC)
Constante de Henry 2,1*10-12 atm-cu m/mole (25 ºC)
constante Koc De 2.600 a 4.900

 

Vamos pues a desgranar la información que nos pueda servir para comprender su comportamiento:

  • La presión de vapor del contaminante (al hablar de contaminante se refiera a una sustancia que nos propia de ese medio y que altera las condiciones normales mediante agentes físicos o químicos) nos indica que no es volátil.
  • Por lo que hace referencia a la temperatura, cuando se calienta el glifosato, éste se descompone emitiendo humos tóxicos de óxidos de nitrógeno y fósforo.
  • La constante octanol/agua (coeficiente Kow) nos indica que es un contaminante poco bioacumulable (baja afinidad a acumularse en los lípidos), o dicho de otra manera, es un contaminante hidrófilo (elevada afinidad al agua). Por este motivo, el valor del Factor de bioconcentración en peces resultó ser muy baja, de 0,2 a 0,63, puesto que al ser hidrófilo se queda en el agua.
  • El glifosato es un contaminante muy estable a la hidrólisis a pH 5, 7 y 9, a 5-35 ºC. Según la constante de Henry, el contaminante va a encontrarse en el agua. Y respecto a la solubilidad, comentar que es un contaminante muy soluble.
  • Valores de la constante Koc de 2.600 a 4.900 indican que la movilidad del glifosato en el suelo es insignificante.

El coeficiente de disponibilidad (Kd) del glifosato es de 3,85 y el Kd del Roundup de 3,57. Se considera un contaminante que desaparece del agua como resultado de la adsorción de partículas en suspensión, como materia orgánica y minerales, sedimentos y probablemente por descomposición microbiana.

El glifosato es un zwitterión, es decir que tiene naturaleza ionizable, así pues es un catión y un anión a la vez. Esta naturaleza hace que tienda a una fácil solubilización y a una no volatilización. Por otro lado, el glifosato se compone de muchos grupos funcionales, por lo que en el suelo puede actuar de diferentes maneras según el pH y otras propiedades del suelo. Por lo tanto, podremos encontrar el glifosato disuelto en el agua o adsorbido en los sedimentos por mecanismos de intercambio y fenómenos eléctricos.

 

Propiedades biológicas

La persistencia del glifosato en el suelo (tiempo que tarda a desaparecer la mitad de un compuesto del ambiente) es alrededor de 60 días (2 meses) según la EPA (Environmental Protection Agency, de Estados Unidos) y de 1 a 174 días (hasta casi 6 meses) según otros. Existen estudios que confirman larga persistencia en el suelo, ya que se considera que la degradación inicial es más rápida que la degradación posterior. A modo de ejemplo, en diversos estudios se ha hallado una persistencia de 249 días en suelos agrícolas y entre 259 a 296 días en ocho lugares forestales, 335 días en un lugar forestal de Ontario (Canadá), 360 días en tres lugares forestales en la Columbia Británica (Canadá), y de 1 a 3 años en once lugares forestales de Suecia.

Así pues, encontramos ejemplos del Toxnet que nos harían pensar que la permanencia del contaminante en el medio no tendría una larga permanencia, puesto que solamente analizan la vida media del glifosato, que es el tiempo de degradación más rápido, como que la biodegradación de la mitad de la vida del contaminante en suelos franco-arenosos y franco-limosos fueron de 1,85 y 2,06 días respectivamente, que en campos experimentales dónde se aplicó el máximo de glifosato posible se obtuvo una DT50 [Dosis Terapéutica 50% (DT 50): Dosis en la que se cura el 50% de los individuos] de 13,9 días, o que la biodegradación aeróbica y anaeróbica de la mitad del contaminante en sedimento franco-arcilloso inundado fue de 7 y 8,1 días respectivamente.

La persistencia en aguas es más breve que en suelos. En Canadá se ha encontrado que persiste de 12 a 60 días en aguas de estanques, pero persiste más tiempo en los sedimentos del fondo. La persistencia media en sedimentos fue de 120 días según un estudio realizado en Missouri (Estados Unidos) y mayor de un año en Michigan y en Oregon.

 

Traspaso del contaminante mediante la cadena trófica

  • Traspaso de vegetales a animales

Según explica el Dr. Jorge Kaczewer, existen investigaciones que demuestran que el glifosato puede ser absorbido por las plantas y concentrarse en las partes que se usan como alimento. Por ejemplo, después de su aplicación se ha hallado glifosato en fresas, moras, frambuesas, lechugas, zanahorias y cebollas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), en su uso antes de la cosecha de trigo para secar resultan “residuos significativos” en el grano.

La exposición al contaminante a través de la dieta sucede por el consumo de alimentos domésticos o importados que contienen residuos del herbicida y de la ingestión de agua potable contaminada.Según el Hazardous Substances Data Bank (Toxnet), la EPA regula que el agua potable puede contener hasta 700 μg de glifosato/L.

 

  • Traspaso de animales a humanos

Según la Conicet, puede existir riesgo por magnificación entre organismos de diferentes niveles tróficos, pudiendo llegar a afectar al hombre, por fenómenos de bioacumulación y transferencia. Algunos estudios aportan información sobre la acumulación y transferencia de glifosato desde productores (algas) a consumidores (cangrejos).

 

Propiedades toxicológicas para la biota

  • Efectos en bacterias y hongos

Algunas bacterias del suelo han mostrado verse afectados por el glifosato en la fijación de nitrógeno, nitrificación y desnitrificación. A su vez, micelios de hongos, han mostrado un crecimiento inhibido a concentraciones mayores de 29 µg de RoundUp/ litro.

 

  • Insectos y otros artrópodos benéficos

El glifosato es tóxico para algunos organismos benéficos como avispas parasitoides y otros artrópodos predadores, artrópodos del suelo importantes en su aireación y en la formación de humus. También sobre algunos insectos acuáticos.

 

  • Lombrices de tierra

El glifosato les afecta reduciendo el crecimiento e incrementando el tiempo de madurez y la mortalidad. Según Toxnet, el RoundUp es de toxicidad ligera, con un NOEC [no observed effect concentration] de 500 mg producto/ kg seco a los 14 días.

 

  • Mamíferos

El glifosato ha resultado ser tóxico en animales. En el caso de estudios con ratas, a elevadas dosis (900-1.200 mg/kg/día), se produce gran incidencia de cataratas y degeneración del cristalino, y mayor peso del hígado en machos y disminución del peso corporal en hembras. Y a dosis bajas (400 mg/kg/día) se produjo inflamación de la membrana mucosa estomacal en ambos sexos.

En ratones, las dosis elevadas (alrededor de 4.800 mg/kg/día) se presentaron pérdidas del peso corporal, excesivo crecimiento y posterior muerte de células hepáticas particulares e inflamación crónica de los riñones en machos, y un excesivo crecimiento de células de los riñones en hembras. A dosis bajas (814 mg/kg/día) se presentó excesiva división celular en la vejiga urinaria.

En otras pruebas de laboratorio con ratas y conejos, el glifosato afectó la calidad del semen y la cantidad de los espermatozoides.

En estudios de campo, poblaciones de pequeños mamíferos también se han visto afectados a causa del glifosato, por muerte de vegetación que ellos o sus presas utilizan para alimentarse o protegerse.

 

  • Humanos

Según el Integrated Risk Information System (IRIS, del EPA), a día de hoy (año 2017) el glifosato se clasifica como “no cancerígeno” (clasificación D). Aun así, existen dudas sobre el potencial cancerígeno del contaminante, puesto que la International Agency for Research on Cancer (IARC), en fecha del 2015, catalogaba el glifosato como “probablemente carcinogénico para los humanos” (clasificación 2A).

Las vías de entrada son por inhalación y contacto dérmico. Según Toxnet, produce irritación de piel y ojos y afecta a la respiración; se atribuyen también náuseas y mareos, edemas pulmonares, descenso de la presión sanguínea, reacciones alérgicas, dolores abdominales, pérdida masiva de líquido gastrointestinal, vómitos, pérdida de conciencia, destrucción de glóbulos rojos, electrodiagramas anormales y daño o falla renal, como explica el Dr. Kaczewer.

Debido a que la ruta metabólica del ácido chikímico no existe en animales, la toxicidad aguda del glifosato es baja. El contaminante puede interferir en algunas de las funciones enzimáticas en animales, pero los síntomas de envenenamiento son a dosis muy elevadas. Aun así, el glifosato también afecta sistemas enzimáticos en animales y humanos.

 

  • Peces y otros organismos acuáticos

Diferentes especies de peces tienen diferentes susceptibilidades al glifosato. Las toxicidades agudas en cuanto a la CL50 [concentración letal media] oscilan entre 3,2 y 52 ppm, la cual cosa significa toxicidad moderada. Aun así, otros compuestos del glifosato, como es el caso del RoundUp, es unas 30 veces más tóxico para los peces que el glifosato, o sea que es desde alta a extremadamente tóxico para estos organismos acuáticos.

Según la Toxnet, la toxicidad en organismos acuáticos es de ligera a moderada.

Otros estudios comentan lo siguiente:

 Microorganismos acuáticos: De ligera a moderada toxicidad, con un EC50 [concentración efectiva media] a los 3-4 días con valores de 1,2-7,8 mg/litro, y un NOEC a los 7 días con valores de 0,3-34 mg/litro. Otro estudio afirma una toxicidad de ligera a elevada, con un EC50 a los 3 días con valores de 1 a más de 55 mg producto/litro.

 Invertebrados acuáticos: De muy ligera a ligera toxicidad, con un CL20 de los 2 a 4 días o EC20 con valores mayores de 55 mg/litro, y un NOEC de 100 mg/litro a los 21 días. Otro estudio afirma una toxicidad de muy ligera a moderada, con un EC50 de 5,3-5600 mg/litro en 2 días.

 Macrófitos acuáticos: Ligera toxicidad, con un NOEC (glifosato) a los 14 días de 9 mg/litro; y un NOEC (RoundUp) de 2,4-56 mg RoundUp/litro a los 14 días.

 Peces: De muy ligera a moderada toxicidad, con un NOEC de 52 mg/litro al día 21, un CL50 de 2,4 a mayor de 1000 mg/litro al día 4. No se conocen estudios de campo de los efectos del RoundUp en peces.

 

  • Aves

El glifosato es moderadamente tóxico para las aves. A más de efectos directos puede tener impactos indirectos ya que erradica plantas propias de los hábitats, por lo tanto, puede causar cambios en la estructura de las comunidades de plantas afectando las poblaciones de aves.

Según Toxnet, la toxicidad en aves es ligera, con un CL50 mayor de 4640 mg/kg alimento a los 8 días, y un NOEC mayor de 1000 mg/kg alimento entre el día 112 y el 119.

 

Por lo que respecta a la clasificación toxicológica de Monsanto, para el RoundUp, asegura ser de baja peligrosidad para la fauna terrestre (A) y moderada para la fauna acuícola (B).

 

Comportamiento del glifosato en el escenario preestablecido (caso práctico)

Escenario preestablecido_glifosato

Para comprender mejor el comportamiento del glifasato en nuestro entorno, supondremos una realidad como la expuesta en el esquema. Si disponemos de un suelo contaminado por glifosato, la dinámica de este será desplazarse hacia el río puesto que es un contaminante muy hidrófilo, y con la ayuda de las lluvias u otros aportes líquidos, el contaminante va a ser arrastrado hacia las aguas freáticas y de éstas hacia el río. Al no ser un contaminante bioacumulable, no se acumulará en la fauna del medio acuático, pero sí que se puede acumular por ingestión y pasar a la cadena trófica por magnificación. Aun así, presenta mayor riesgo de contaminación para los humanos por contacto con el agua (vía dérmica) que por ingestión. Debería vigilarse y tomar medidas correspondientes en el caso de que existiera alguna zona de baño a lo largo del río, así como la posibilidad de contacto con el agua.

Como se ha comentado anteriormente, debido a la naturaleza ionizable que presenta el glifosato, también se podría encontrar el contaminante en los sedimentos del río, adheridos al suelo. Para conocer el comportamiento del glifosato en el medio, necesitemos conocer también las características del medio. En medios dónde el pH es ácido encontramos gran parte del contaminante en el agua, dónde actúa en un 100% en pH de 3,5 a 4,5, mientras que a pH de 7 o más, el glifosato se reduce ejerciendo como regulador del pH y pierde concentración y efectividad. Por otro lado, si hay presencia de arcillas y/o materia orgánica en suspensión en aguas blandas, pueden adherirse al glifosato, mientras que las aguas duras favorecen la dispersión del contaminante, ya que en el exceso de sales se adhieren a las arcillas y la materia orgánica antes que el glifosato.

Por otra parte, en cultivos de riego por aspersión, dónde es posible que también se haya aplicado el glifosato, ya que es un herbicida muy usado en agricultura convencional, tenemos el riesgo de que penetre hacia las aguas freáticas por lixiviación y de éstas se desplace a las superficiales.

Se ha visto que en animales no se metaboliza el contaminante, por lo que no existiría un riesgo grave en la transmisión por el consumo de éstos, aunque podrían verse afectados. Asimismo, los vegetales pueden acumular el contaminante, por lo tanto, al consumir vegetales frescos (no se dispone de información si estos fuesen cocinados) pueden transmitirlo al ser humano mediante de la cadena trófica, aunque se supone de bajo riesgo.

Los trabajadores de la industria donde se ha producido el vertido es un grupo de riesgo, fuertemente expuestos al contaminante, por vía respiratoria, ocular o dérmica, deberán gestionar correctamente el vertido.

Partiendo de que por ingestión no se padece de un grave riesgo, el ganado de pasto y la población quedarían excluidos de peligro. En el caso de que el agua del río se usara para abastecer la demanda hídrica de la población, ésta debería tratarse.

Concluir finalmente, que la peor parte la recibe el medio acuático y consecuentemente los organismos presentes que reciben contaminación directa, ya que son los que viven en la ubicación contaminada.

 

Tal vez con éste artículo hayan quedado algunos conceptos más claros acerca del glifosato. Que cadacuál saque sus conclusiones.

Sin embargo no queda nada claro el porqué sigue siendo, después de tantos años de uso cotidiano, una materia activa rodeada de tanta incertidumbre en cuanto a sus efectos. Evidentemente se debería haber aplicado un Principio de Precaución que no se ha adoptado en ningún caso, y evidentemente debería dejar de ser una moneda de cambio político-económica, dónde todavía a día de hoy los distintos estados miembros de la UE debaten su posición acerca de su uso (y porqué no decirlo también: debate y posible prohibición por iniciativa ciudadana). 

 

 

Referencias bibliográficas

  • Biosca, T., 2004, Efectes sobre la salut i l’ambient d’herbicides que contenen glifosat, Màquina per cremar les males herbes dels cultius, Annex 4: Herbicides.
  • Chorbadjian, R. i Kogan, M., 2001, Perdida de actividad del glifosato debido a la presencia de suelo en el agua de aspersión, Departamento de Ciencias Vegetales, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal (Pontificia Universidad Católica de Chile), Santiago de Chile.
  • Conicet (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas), 2010.
  • Corbera, M., 2007, Desenvolupament de metodologia analítica per a la determinació de glifosat i adjuvants,Departament de Química, Universitat de Girona.
  • El Productor, revista, 2009, Uso eficiente del glifosato.
  • IRIS (Integrated risk information system), Environmental Protection Agency, United States.
  • Kaczewer, J., 2002, Toxicología del Glifosato: Riesgos para la salud humana, Universidad Nacional de Buenos Aires.
  • Monsanto, Productos Monsanto Roundup®, Monsanto Agricultura España S.L.
  • Toxnet (Toxicology Data Network), National Library of Medicine, United States.

 

 

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