Las buenas prácticas fitosanitarias son parte inherente del control integrado de plagas y enfermedades de los cultivos. Hoy en día, no se concibe un tratamiento fitosanitario que no incorpore medidas de prevención de riesgos ambientales y de protección para las personas que se encuentran en el entorno de las parcelas tratadas. Uno de los mecanismos más frecuentes de la contaminación es el de la deriva.
Xavier Torrent Martí (1) y Santiago Planas de Martí (1,2).
1 Grupo de Investigación AgTIC y Agricultura de Precisión. Centro de Investigaci-ón Agrotecnio. Universidad de Lleida.
2 Generalitat de Cataluña. Departamento de Agricultura, Ganadería, Pesca, Alimentación y Medio Natural.
La deriva es la fracción del producto fitosanitario que durante el proceso de aplicación escapa a los límites de la parcela tratada, dirigiéndose a las zonas vecinas por la acción de las corrientes de aire. En ocasiones, la deriva puede suponer el 50% del total del caldo fitosanitario pulverizado.
La deriva va asociada a consecuencias graves como:
- Fitoxicidad en cultivos y vegetación próxima.
- Residuos químicos en los productos agrícolas de las parcelas contiguas.
- Polución de aguas superficiales y la consecuente toxicidad para la fauna acuícola y las aguas potables.
- Contaminación de vías públicas (transeúntes) y/o zonas habitadas (residentes).
- Contaminación de las áreas de especial protección ambiental y la consecuente toxicidad para la fauna y flora terrestres.
La deriva también disminuye la deposición de producto fitosanitario sobre el objetivo tratado y, consecuentemente, pone en riesgo la eficacia del tratamiento. En todos los casos, la deriva representa un coste innecesario, habida cuenta del elevado importe de la factura de los productos químicos utilizados para el control de plagas y enfermedades de los cultivos.
Zona urbanizada afectada por la deriva de un tratamiento de un viñedo en espaldera en Vizcaya (Planas, julio 2013).
La deriva es pues un proceso que debe mitigarse. Esta exigencia ha sido debidamente establecida por la Directiva 2009/128/CE sobre uso sostenible de los plaguicidas (DOCE 24.11.2009) y el Real Decreto 1311/2012 por el que se fija el marco de actuación para conseguir el uso sostenible de los productos fitosanitarios (BOE 15.09.2012).
Un procedimiento muy eficaz para la reducción de la deriva es el empleo de boquillas de baja deriva, en sustitución de las boquillas convencionales. De la mano de los principales fabricantes mundiales de boquillas, a lo largo de los últimos años, han ido apareciendo diferentes modelos de boquillas de baja deriva, cuyo resultado es la producción de gotas de mayor tamaño que las producidas por las boquillas convencionales.
Sin embargo, las prestaciones de los distintos modelos de boquilla de baja deriva no son idénticas. No todas las boquillas de baja deriva disponen de idéntica capacidad de reducción de la deriva. Por ello, se hace necesaria la caracterización y clasificación de los modelos de boquilla, atendiendo a su capacidad de mitigar la deriva.
Antecedentes
Se sabe con certeza que la deriva está directamente relacionada con el tamaño de la población de gotas generadas por las boquillas. Cuanto menor es el tamaño de las gotas, mayor es el riesgo de producir deriva. Por ello, hace bastantes años que los laboratorios más prestigiosos del mundo vienen trabajando en la clasificación de las boquillas de acuerdo con el tamaño de la población de gotas por ellas generadas.
Los trabajos pioneros fueron realizados en el Silsoe Research Institute (Reino Unido) (Doble et al., 1985; Southcombe et al., 1997). Dichos trabajos fueron auspiciados por el British Crop Protection Council (BCPC) y condujeron a la primera clasificación de boquillas convencionales de chorro plano (abanico) para la pulverización de cultivos bajos. Dicha clasificación se basa en el tamaño de las gotas y establece cinco categorías de la pulverización: muy fina, fina, media, gruesa y muy gruesa. Pocos años después, la American Society of Agricultural and Biological Engineers, propuso una clasificación similar (ASABE S572).
En ambos casos, la clasificación se fundamenta en las denominadas boquillas umbral que delimitan las diferentes categorías de boquillas. El parámetro que permite clasificar las boquillas es su diámetro volumétrico mediano (DV50). Se trata de un diámetro que separa el 50% del volumen pulverizado con gotas de inferior diámetro del 50% del volumen restante, el pulverizado con gotas de mayor diámetro.
Posteriormente se ha demostrado que el DV50 no explica suficientemente el comporta-miento de las boquillas en relación a la deriva. Por ello, se han propugnado otros parámetros que caracterizan la dimensión de la fracción de gotas más pequeñas del conjunto de las gotas producidas por la boquilla o, también, el desarrollo de metodologías para la medición en parcela de la deriva (ISO 22866) o la medición virtual de la deriva en laboratorio (ISO 22856).
En este contexto, el laboratorio federal alemán BBA (Julius Khün-Institut, en la actuali-dad), estableció una primera clasificación de boquillas convencionales, de abanico y de chorro cónico, utilizando para ello un túnel de viento en el que se somete la pulverización a un flujo horizontal de aire laminar (Herbst, 2001). A mayor desplazamiento, mayor sensibilidad de la boquilla a la deriva.
Ensayo de campo de deriva en una plantación intensiva de cítricos en Roquetes, comarca del Montsià (Planas, diciembre 2013).
Igualmente, son muy interesantes los ensayos realizados más recientemente por la Universidad de Wageningen (Holanda), en los que por primera vez se clasifican boquillas de chorro cónico por el tamaño de las gotas de pulverización (van de Zande et al., 2008), utilizando el parámetro V100, explicado más adelante. Destacan también los trabajos sobre boquillas de abanico realizados en la Universidad Católica de Lovaina. Las boquillas son caracterizadas mediante los dos métodos indicados anteriormente: el tamaño de la población de gotas (Nuyttens et al., 2006) y la deriva simulada en el interior de un túnel de viento (Nuyttens et al., 2009).
Muy recientemente, el laboratorio de Montpellier perteneciente al Irstea (anteriormente Cemagref) ha realizado un estudio exhaustivo del tamaño de la población de gotas de los diferentes modelos de un importante fabricante mundial de boquillas (Albuz, 2013). Los resultados del trabajo acaban de ser difundidos por dicho fabricante.
Concepto y utilidad del potencial de deriva
Los trabajos basados en la medición del tamaño de la población de gotas han permitido clasificar en términos absolutos los distintos modelos de boquillas ensayados. Sin embargo, la ausencia de una metodología normalizada para la determinación del tamaño de las gotas ha comportado que los resultados alcanzados por los distintos laboratorios no sean siempre coincidentes.
Por ello, la clasificación de boquillas se plantea actualmente como un sistema relativo de categorías basadas en el potencial de deriva. Mediante el denominado potencial de reducción de deriva se comparan los resultados obtenidos por el modelo de boquilla candidato con los del modelo fijado como de referencia.
El potencial de reducción de deriva, DR, se calcula a partir de expresión 1.
Donde Dc corresponde al valor representativo de la deriva de la boquilla candidata y Dr al valor representativo de la deriva de la boquilla de referencia.
La fórmula fue inicialmente propuesta por Herbst en el trabajo anteriormente citado y, más tarde, aceptada internacionalmente con la aprobación de la norma ISO 22369, sobre deriva y clasificación de pulverizadores.
El potencial de reducción deriva es de gran utilidad para los riesgos del tratamiento fitosanitario. Así por ejemplo, en algunos países europeos, se prohíbe la realización de tratamientos de parcelas próximas a zonas de especial sensibilidad a menos que se utilicen boquillas con un elevado potencial de reducción de deriva.
Nueva clasificación de boquillas de chorro cónico
La Universidad de Lleida, en el marco del proyecto de investigación Safespray (pulverización segura), está finalizando un trabajo minucioso de clasificación de las boquillas de chorro cónico presentes en el mercado español. El trabajo ha supuesto la realización de una cantidad ingente de ensayos con los diferentes modelos de boquilla, siguiendo las diferentes metodologías actualmente disponibles para la determinación del potencial de reducción de deriva y que se exponen a continuación.
Medida del potencial de reducción de la deriva
Figura 1. Deriva media cuantificada a partir de la deposición en los mástiles situados respectivamente a 5, 10 y 15 m de distancia de la parcela tratada.
Los ensayos de campo para la medida del potencial de deriva, según la norma ISO 22866, son muy laboriosos y de difícil consecución debido a las estrictas condiciones meteorológicas que impone la norma. Suponen el empleo de mástiles para la recogida de gotas desplazándose más allá de la parcela tratada y de colectores de superficie para la monitorización de la deriva depositada en la superficie del suelo. Aun así, se realizan algunos ensayos siguiendo esta metodología. Un ejemplo es el de la comparación de las boquillas convencionales Albuz ATR 80 naranja y las boquillas de baja deriva Albuz TVI 8002 amarilla, realizada por la Universidad de Lleida.
Para ambas boquillas el volumen de aplicación fue de 834 l/ha y se mantuvieron las condiciones operativas del conjunto tractor y pulverizador. En cada uno de los casos se determinó la deriva depositada en la superficie del suelo de la parcela contigua mediante colectores horizontales (tiras de papel secante) y la deriva aérea mediante hilo de nylon de 2 mm de diámetro sujeto a tres mástiles telescópicos de hasta 10 metros de altura. Posteriormente, la pulverización recogida en los colectores fue cuantificada en laboratorio gracias a la sustancia trazadora (BSF) incorporada al caldo pulverizado. En las figuras 1 y 2 se muestran los resultados obtenidos. Ambas muestran el efecto claramente, las boquillas de baja deriva frente a las boquillas convencionales.
Ensayos de laboratorio: láser PDPA
Figura 2. Deriva media cuantificada en los colectores situados en la superficie del suelo.
La segunda metodología utilizada para determinar el potencial de reducción de deriva es la caracterización dimensional de la población de gotas. En este caso se ha utilizado un equipo láser de efecto Doppler (Phase Doppler Particle Analizer 57×10, Dantec Dynamics A/S). Consta de un emisor de dos haces convergentes que permite determinar la dimensión y la velocidad de desplazamiento de las gotas, justamente en el punto de convergencia de ambos haces. Realizando un barrido del cono de pulverización se obtienen los valores representativos de la boquilla ensayada.
A los efectos de la medida del potencial de reducción de deriva, interesa especialmente conocer la proporción de gotas de pequeña dimensión. Esta proporción se expresa mediante el parámetro V100. Se trata del porcentaje del volumen de caldo pulverizado en forma de gotas de diámetro inferior a 100 µm. Como se ha indicado, otros parámetros adoptados para caracterizar la población de gotas como el diámetro volumétrico mediano (Dv50) pueden dar una idea aproximada del tamaño de la población de gotas, pero, en ningún caso, permiten comparar boquillas por su potencial de deriva.
Figura 3. Distribución volumétrica acumulada de las gotas de las boquillas cónicas Albuz ATR 80 naranja (convencional) y Albuz TVI 8002 amarilla (baja deriva).
En la figura 3, se presentan los resultados obtenidos a partir de esta metodología para las mismas boquillas ensayadas en campo, Albuz ATR 80 naranja y Albuz TVI 8002 amarilla. Se observa que el tamaño de la población de gotas de la boquilla convencional es menor que el de la boquilla de baja deriva. Lógicamente, el volumen correspondiente a gotas pequeñas (V100), susceptible de generar deriva es mayor para el caso de boquillas convencionales.
Con ello se viene a demostrar que el potencial de deriva está directamente relacionado con el tamaño de la población de gotas. Tal como se ha expresado al inicio, a menor tamaño de gotas, el riesgo de deriva es mayor.
Ensayos de laboratorio: túnel de viento
La tercera metodología utilizada para evaluar el potencial de reducción de la deriva utiliza un túnel de viento diseñado conforme a la norma ISO 22856. El túnel tiene una longitud de 10 m. Su sección es de 2 m de anchura por 1 m de altura. En su interior se dispone la boquilla a ensayar a una altura de 0,5 m del plano inferior del túnel. En el ensayo se simula la generación de deriva mediante un ventilador que genera un flujo laminar a la velocidad de 2 m/s.
Figura 4. Deriva sedimentada en el túnel de viento por las boquillas cónicas Albuz ATR 80 naranja (convencional) y Albuz TVI 8002 amarilla (baja deriva).
La pulverización desplazada por el flujo de aire se sedimenta con la distancia, siendo detectada mediante colectores horizontales situados a lo largo del túnel. También es detectada mediante colectores verticales dispuestos transversalmente al flujo de aire.
En la figura 4 se muestra la deriva sedimentada en el túnel para el caso de los mismos modelos de boquilla ensayados en campo: Albuz ATR 80 naranja a 10 bar y Albuz TVI 8002 amarilla a 9 bar. Nuevamente se confirma la capacidad de las boquillas de baja deriva, frente a las de uso convencional, para reducir el potencial de deriva, especialmente en la zona cercana a la pulverización.
Clasificación de las boquillas
Con posterioridad a los ensayos descritos, se ha procedido a determinar el potencial de reducción de deriva de los modelos de boquillas cónicas presentes en el mercado español. La selección se ha realizado atendiendo a su uso preferente en la arboricultura (fruticultura, citricultura y viticultura). En todos los casos, la presión de trabajo adoptada para la realización de los ensayos se encuentra dentro del rango operativo recomendado por el fabricante de la correspondiente boquilla.
Algunos de los modelos ensayados: (a) Agrotop AirMix HC lila; (b) Abba AG 1030.015 verde; (c) Abba AG 1030.025 lila; (d) Albuz ATR 80 naranja; (e) Albuz TVI 8002 amarilla; (f) Hardi pastilla 1553-18 con difusor 370156 azul; (g) Hardi ISO F 11003 azul; (h) Lechler LU 12006 gris; (i) Lechler ID 9001 naranja; (j) Lurmark HCX 10 negra; (k) Lurmark F 11003 azul; (l) Teejet XR 8015 SS; (m) Teejet TXA 8002 VK amarilla.
En total se han ensayado 42 modelos de boquillas, pertenecientes a las marcas Abba, Agrotop, Albuz, Hardi, Lechler, Lurmark y Teejet. Lógicamente, los ensayos incluyen modelos de boquillas convencionales y boquillas de baja deriva.
Con la finalidad de poder contrastar los resultados obtenidos, también se han ensayado los modelos de boquilla de referencia (Albuz ATR lila a 7 bar) y también las boquillas de separación de las clases de reducción de la deriva, fijadas en los trabajos previos realizados por la Universidad de Wageningen. Como se ha comentado anteriormente, dicha institución es la única que ha propuesto una clasificación inicial de boquillas cónicas, a partir de la medición de la población de gotas mediante un equipo láser PDPA de efecto Doppler.
Figura 5. Sistema de clasificación de boquillas establecido por la Universidad de Lleida a partir de los ensayos en túnel de viento (ISO 22586).
Los primeros resultados se muestran en la figura 5, donde aparece la clasificación obtenida a partir del ensayo con el túnel de viento (ISO 22866). En esta figura aparece la posición relativa de las boquillas umbral que consiguen una reducción del potencial de deriva del orden del 50%, 75%, 90% y 95% con respecto a la boquilla de referencia, en este caso la boquilla Albuz ATR 80 lila. Se trata de la misma boquilla de referencia adoptada por el laboratorio de la Universidad de Wageningen, en los ensayos referidos anteriormente.
Próximamente, se presentará un informe de la clasificación completa a las autoridades competentes, para que, en su caso, adopten las medidas pertinentes de prevención de la contaminación, en el marco del Plan de Acción Nacional, establecido por el Real Decreto 1311/2012.
También se harán públicos estos resultados y la clasificación de boquillas, al objeto de que los aplicadores y prescriptores en sanidad vegetal puedan elegir las boquillas adecuadas a las circunstancias de cada tratamiento.
La mayor parte de las boquillas ensayadas son boquillas de chorro cónico adaptadas al tratamiento de cultivos arbóreos. Previsiblemente, se ampliarán los trabajos de clasificación a las boquillas de abanico para el tratamiento de cultivos bajos, donde los riesgos de deriva también existen.
Bandas de seguridad
La mitigación de los riesgos de la deriva puede comportar la restricción o, incluso, la prohibición del empleo de determinados productos fitosanitarios. También el estableci-miento de acciones de mitigación.
Entre ellas cabe mencionar algunas medidas indirectas como las barreras vegetales situ-adas en los límites de las parcelas y las bandas de seguridad. También las medi-das directas como la adición al caldo de coadyuvantes que aumenten el tamaño de las gotas, el empleo de boquillas de bajo potencial de deriva, siguiendo las pautas de lo expresado anteriormente, y la utilización de equipos debidamente adaptados y calibrados de acuerdo con las condiciones en las que se efectuará el tratamiento.
Seto de protección junto a una vía pública para la prevención de la deriva. Alcarràs, comarca del Segrià (Planas, octubre 2012).
Probablemente, más allá del empleo de boquillas de baja deriva, una de las medidas más efectivas es el establecimiento de bandas de seguridad. Se trata de los espacios que afectan el perímetro de la parcela tratada y que se dejan sin tratar. Su dimensión (anchura) depende de los riesgos y las condiciones del tratamiento.
En España, el Real Decreto 1311/2012 establece como norma general una anchura de 5 m para las bandas de seguridad en el caso de proximidad a aguas superficiales. Sin embargo, en los países europeos con mayor experiencia, la anchura viene determinada por el conjunto de factores indicados anteriormente y la banda de seguridad es obligatoria en todas las circunstancias de riesgo, más allá de las aguas superficiales.
A partir de los resultados expuestos en este artículo, y también en el marco del citado proyecto de investigación, Safespray, se está elaborando una propuesta detallada de dimensionado de las bandas de seguridad en la que, entre otros criterios, se tendrá en cuenta la clasificación de boquillas de la Universidad de Lleida.
Conclusión
Todos los trabajos descritos tienen como objetivo la disposición de instrumentos para establecer las medidas de prevención de la deriva. Dichos instrumentos se están poniendo a disposición de las autoridades competentes y de los agentes responsables de la realización de los tratamientos fitosanitarios y sus asesores para su utilización en el marco de los programas de control integrado de plagas y enfermedades. Ello ha de permitir el cumplimiento de las exigencias derivadas de la aplicación de la Directiva 2009/128/CE sobre uso sostenible de los productos fitosanitarios.
Pero, más allá de las obligaciones legislativas, la adopción de buenas prácticas fitosanitarias, a iniciativa de los propios agentes, puede ser tanto o más efectiva en el camino de la mitigación de la deriva.
En este sentido, podemos tomar buena nota de la iniciativa adoptada en alguna de las denominaciones de origen francesas, donde las explotaciones vitícolas se someten a un proceso voluntario de certificación de alto valor ambiental que permite distinguir las explotaciones en las que las buenas prácticas ambientales y sanitarias son inherentes a su gestión diaria. Las buenas prácticas fitosanitarias y, concretamente, la adopción de medidas de prevención de riesgos ambientales constituyen un componente fundamental de dicha certificación.
Valga este ejemplo para mostrar una medida que previsiblemente irá incorporándose a la práctica habitual en nuestro país.
Agradecimientos
Proyecto Safespray. Estrategias integrales para una utilización de fitosanitarios segura y eficaz. Pulverización de precisión y monitorización de la deriva en fruticultura. Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación. Cód. : AGL2010-22304-C04-03.
