24 noviembre, 2006
Acaricida Coumaphos
Exploración en el Estudio de Distribución de Concentraciones del Acaricida Coumaphos en Cera y en Miel de Mismo Cuadro Melario en Condiciones de Campo
 
Lanzelotti Paula (1), Maldonado Mauricio (1),
Ocampo Valeria (2), Arroyo Julia (2)

1) Laboratorio de Control de Calidad Melacrom
37 Nº 215 – CP 6600 – Mercedes, Bs. As.
Tel/Fax: (54) 2324 427736 - www.melacrom.com.ar
2) Panales Arroyo - Ruta 33 Km. 132 - B8170ZAA - Pigüe, Bs. As.
Tel: (54) 2923-47-3675 – www.beemax.com
 
Resumen
 
Se analizó cromatográficamente la presencia de residuos del acaricida coumaphos en la cera y en la miel de cuatro cuadros representativos de cuatro apiarios diferentes escogidos al azar, con la intención de encontrar el orden de magnitud actual de este acaricida en cera y miel en condiciones de campo.

Se espera una mayor cantidad en cera que en miel debido a la naturaleza hidrofóbica de la molécula de cumafos, aunque no se puede predecir teóricamente la relación numérica de estas concentraciones.

Los resultados obtenidos demuestran que la cera retiene una alta concentración de residuos de coumaphos, mientras que en comparación una cantidad muy pequeña aparece en miel (límite de detección en cera: 15 ppb, límite de detección en miel: 5 ppb).

Con el objetivo entonces de prevenir la contaminación de miel con cantidades detectables de coumaphos, es recomendable además de una aplicación cuidadosa de este acaricida (si no se puede evitar su uso), el monitoreo de contaminación de cera vieja o desconocida con coumaphos.

En este sentido, es válido el planteo un LMR de coumaphos en especificaciones técnicas de cera con el propósito de prevenir la contaminación de miel. Luego de la presente exploración, se justifica la ampliación del trabajo con un número mayor de muestras, incluyendo el tratamiento estadístico de los resultados, para establecer un LMR apropiado en función de la relación de concentraciones de este acaricida entre cera y miel en condiciones naturales de apiario.

 
Introducción
 
Usos, toxicicidad y características del coumaphos.
 

El coumaphos es un plaguicida organofosforado utilizado para el control de una amplia variedad de insectos y ácaros. En apicultura se utiliza como acaricida sintético de probada efectividad para combatir casos de Varroasis en abejas. Se aplica en la colmena en distintas

formas, algunas aprobadas por autoridades sanitarias y otras no. Posee una elevada estabilidad química, es una droga persistente y por lo tanto presenta problemas de residualidad.



Como todo pesticida fosforado, su ingestión representa un riesgo para la salud humana.

Dado su nivel de toxicidad, se ha establecido que la Ingesta Diaria Admitida (IDA) no debería superar 0,5 microgramos de coumaphos por kilo de peso corporal, y el Límite Máximo de Residuos (LMR) en la miel es de 100 microgramos por kilo. Esto significa que una persona de 70 kg que consume 350 gr de miel por día, contaminada con 100 ppb de coumaphos, alcanza la ingesta diaria máxima admitida.

En el caso de un niño de 15 kg, son suficientes 75 gramos de miel por día.

Con ningún otro contaminante en la miel existe riesgo de exceder la IDA como con el coumaphos. Por ejemplo, la IDA del fluvalinato es 10 microgramos por kilo de peso corporal, mientras que el LMR en miel es de 10 ppb. O sea, que una persona de 70 kilos debe consumir unos 7 kilos de miel por día de miel legalmente contaminada para llegar a la Dosis Diaria Máxima Admitida del fluvalinato, a sabiendas de que una persona no puede sustentar el consumo de 7 kg diarios de miel.

Trabajos previos realizados en Europa, en Estados Unidos y en este mismo laboratorio (sobre la incidencia de la contaminación con medicamentos veterinarios en productos apícolas, indican que los tratamiento que se realizan para el control de las enfermedades de las abejas, pueden dejar residuos cuantificables en la cera de los panales.

En el caso del coumaphos, que es una molécula muy estable y con grupos funcionales predominantemente hidrofóbicos, se ha encontrado que cuando se ha aplicado este acaricida en una colmena quedan residuos en la miel, pero que mayoritariamente, estos residuos quedan en la cera. También se ha visto que un panal contaminado con coumaphos, contamina panales vecinos que originalmente no presentaban residuos de acaricidas, y que cera estampada comercializada como “orgánica” en Europa, realmente no lo era pues presentaba residuos detectables de coumaphos. (ver bibliografía).

 
Hidrofobicidad e hidrofilicidad
 

Las moléculas pueden clasificarse según su solubilidad en un sistema de dos fases inmiscibles (como por ejemplo, agua y aceite, fase acuosa y orgánica respectivamente), en dos grandes grupos: las moléculas hidrofóbicas, o solubles en fases orgánicas, grasas y aceites, y por otro lado, las moléculas hidrofílicas, o solubles en agua, soluciones acuosas y azúcares.

Un cuadro melario puede verse como un sistema de dos fases inmiscibles: la fase acuosa es la miel, mientras que la fase orgánica es la cera.

Fase orgánica
(aceite, cera, etc)
Fase acuosa
(agua, miel, etc.)
   

Ejemplos de sustancias hidrofóbicas: vitaminas A,D,E y K, coumaphos, fluvalinato, naftalina. Justamente las vitaminas mencionadas son tóxicas si se ingieren grandes dosis pues se acumulan en tejido adiposo y el organismo no puede le resulta fácil depurarse de este exceso.
Los medicamentos veterinarios mencionados por su condición hidrofóbica, son aquellos cuyos residuos cabe esperar mayoritariamente en la cera, y cuya ingesta reiterada provoca acumulación en el tejido adiposo del ser humano, con un riesgo toxicológico particular, aún con ingestas inferiores a la IDA

Ejemplos de sustancias hidrofílicas: vitaminas del grupo B, vit C, tilosina, tetraciclinas, estreptomicina. Dosis en exceso de las vitaminas mencionadas no resultan tóxicas pues lo que no se alcanza a asimilar se excreta por orina (que resulta ser una fase acuosa). Los medicamentos veterinarios mencionados por su condición hidrofílica son aquellos cuyos residuos, si los hay, son de esperar mayoritariamente en la miel.


Usualmente, las sustancias moléculas biológicamente activas tienen grupos funcionales de los dos tipos en la misma molécula: son a la vez hidrofóbicas e hidrofílicas.



De un balance entre su condición hidrofóbica e hidrofílica, depende si se concentrará mayoritariamente en fase acuosa o en fase orgánica.

 
Solubilidad y equilibrio de partición
 

Existe en química analítica el fenómeno conocido como Equilibrio de Partición o de Distribución. A razón de este fenómeno, un soluto puede disolverse en forma repartida entre dos fases inmiscibles que están en contacto (por ejemplo, agua y aceite, o miel y cera), pero siempre lo hará respetando la siguiente relación matemática:

Concentración
en fase orgánica
---------------------- = K = const. partición
Concentración
en fase acuosa

Ejemplo numérico

K = 1000 implica

Que si hay 1.000 ppb en cera,
hay 1 ppb en miel

1.000 ppb = 1.000
-----------
1 ppb

Que si hay 200.000 ppb en cera,
hay 200 ppb en miel

200.000 ppb = 1.000
-------------
200 ppb

Que si hay 50 ppb en cera,
hay 0,05 ppb en miel (NO DETECTABLE)

50 ppb = 1.000
-------
0,05 ppb

El valor de la constante de partición K depende en primera instancia de la tendencia hidrofóbica o hidrofílica de cada molécula de soluto. También depende de otras variables como temperatura, acidez, presencia de otras moléculas, etc.

Cuanto MAYOR es la constante de partición K mayor es el balance hidrofóbico entre los grupos funcionales de una molécula.

Cuanto MENOR es la constante de partición K, es el balance hidrofílico el que resulta mayor.

A continuación se representan esquemáticamente los conceptos descriptos, representando un soluto (x) repartido entre dos fases inmiscibles.

 
Desarrollo
 

El coumaphos es una molécula biológicamente activa, que presenta grupos funcionales predominantemente hidrofóbicos, aunque también los tiene hidrofílicos. Por lo tanto, en un cuadro melario se espera presencia de residuos de este acaricida mayoritariamente en la fase cerea, y no tanto en la fase acuosa, que es la miel.

  1. En este trabajo se analizó cromatográficamente la presencia de estos residuos en la cera y en la miel de cuatro cuadros representativos de cuatro apiarios diferentes escogidos al azar, con la intención de encontrar
  2. Un indicador aproximado del grado de incidencia actual de la contaminación con coumaphos en la apicultura argentina
    2) El orden de magnitud aproximado de la relación de concentraciones (K) de este acaricida entre cera y miel en las condiciones de campo locales.

Los cuatro casos estudiados en este sondeo presentaban las siguientes características:

 

Ubicación cuadro

observaciones

historia apiario

caso 1

Media
alza

 

nunca se utilizó coumaphos

caso 2

Media
alza

 

nunca se utilizó coumaphos

caso 3

Media
alza

panal plástico recubierto en cera

nunca se utilizó coumaphos

caso 4

Cámara
de cría

 

se aplicó Asuntol los últimos tres años

El equipamiento utilizado para el desarrollo y puesta a punto de los métodos utilizados para la detección de coumaphos en miel y cera (con límites de detección 5 y 15 ppb respectivamente), consistió en un Cromatógrafo Líquido de Alta Resolución marca Waters, con bomba binaria modelo 1525, detector de fluorescencia modelo 2475 multi  y detector por arreglo de fotodiodos modelo 996.

Las muestras de cera y de miel de cada cuadro se procesaron por triplicado en condiciones de reproducibilidad intralaboratorio. El valor informado a continuación corresponde al promedio y la dispersión inherente se mide como desviación estandar relativa de los tres resultados obtenidos en cada caso.

 

Coumaphos en CERA

promedio

CV%

caso 1

1780,5

1746

1458

1662

11%

caso 2

2039

1516

1777

1777

15%

caso 3

1604

1301

1319

1408

12%

caso 4

10902

8553

11136

10197

14%


 

Coumaphos en MIEL

promedio

CV%

caso 1

29

31

43

34

22%

caso 2

25

32

36

31

18%

caso 3

23

16

25

21

22%

caso 4

170

139

179

163

13%


Gráficamente, la relación existente entre las concentraciones en cera y en miel para un mismo cuadro melario, puede apreciarse en los propios cromatogramas obtenidos a partir de estas muestras. Se ejemplifican a continuación los casos 3 y 4.

Esquemas de distribución de concentraciones entre dos fases

 
Discusión de los resultados
 

En función de los resultados obtenidos, pueden hacerse las siguientes observaciones:

  • Se encontraron residuos de coumaphos en todos los casos estudiados, aún los que correspondían a colmenas no tratadas con este acaricida.
  • Los cuatro casos estudiados son concordantes en cuanto a la relación de concentraciones entre miel y cera.
  • La concentración de coumaphos en cera y en miel resultó mayor en la cámara de cría de una colmena que fue tratada con este acaricida que en las alzas melarias de colmenas no tratadas, y en este único caso, la concentración de coumaphos en la miel excede el LMR establecido (100 ug/kg).
  • Las concentraciones halladas de coumaphos en la cera de colmenas no tratadas con este acaricida, son del mismo orden de magnitud que el coumaphos que puede encontrarse en la cera estampada común.
  • Este mismo nivel de concentración sería aproximadamente la “contaminación basal” de la de la cera en circulación en la apicultura de este país. Explican esta contaminación generalizada el uso sostenido de este acaricida, la estabilidad química característica de esta molécula, que persiste durante varios años, y el circuito de cera a través de núcleos y cera estampada.
  • La colmena que tenía cuadros armados a partir de panales plásticos, demostró tener menor concentración que las demás, tanto en miel como en cera.
  • Cuando el coumaphos se aplica como polvo sobre los panales, la contaminación resulta descontrolada. Lo contrario sucede cuando se aplica como tiras de liberación lenta, que pueden ser retiradas luego de cumplir su función, evitando mayor incorporación del principio activo a la colmena.
    • Las valores obtenidos son comparables a los publicados hasta el momento en otros países, en los cuales este problema está igualmente instalado, y la situación presenta similitudes con contaminaciones con otras drogas (ver bibliografía).
 
Equilibrio de partición y LMR en cera
 

Se confirma en este trabajo que el coumaphos es de naturaleza principalmente hidrofóbica, pues da lugar a valores altos para la constante de equilibrio K al presentar mayores concentraciones en cera que en miel.

Las moléculas hidrofóbicas contaminantes que además son muy persistentes a lo largo del tiempo, como el coumaphos, se ACUMULAN EN CERA, gracias el fenómeno de equilibrio de partición. En la actualidad, y a diferencia de lo que sucedía en el caso de nitrofuranos, no se conocen mecanismos para descontaminar cera que presenta coumaphos.

Por lo tanto, para prevenir contaminación en MIEL en concentración superior al LMR establecido, es conveniente monitorear y controlar la concentración de estos acaricidas en CERA. En Estados Unidos , la EPA (Environmental Protection Agency) ya se ha reglamentado un LMR para coumaphos en cera de 100 ppm (100.000 ug/kg).

 

 
Conclusiones
 

El coumaphos se ACUMULA en la cera de la colmena y contamina en baja proporción a la miel. La concentración final de residuos en la miel depende principalmente de la concentración inicial en la cera. En la actualidad el nivel de esta contaminación generalizada en Argentina no da lugar a excesos coumaphos en la miel por sobre el LMR (100 ppb).

La concentración en cera depende dos factores:

  1. del número de tratamientos medicamentosos aplicados en la colmena en los últimos años, de la cantidad de droga utilizada y de la forma de aplicación, y
  2. de la historia propia de la CERA que forma parte de la colmena, previamente a su ingreso a la misma.

Las colmenas de todo un país se encuentran emparentadas en cierta forma, a través de la cera que las conforma. De esta forma, los tratamientos medicamentosos que se ejecutan individualmente en un apiario, pueden tener repercusión directa en el resto del sistema apícola, con consecuencias de un alcance mayor al que se suele tener conciencia.

Si en los distintos países productores se sigue utilizando coumaphos como hasta ahora, en unos años más la cantidad acumulada en la generalidad de la cera existente podría llegar a ser tal, que una cierta proporción de la miel no logrará cumplir el requerimiento del LMR = 100 ppb.

Dado que hasta el momento no se conocen mecanismos efectivos de descontaminación de cera, esta situación potencial no tendrá solución de corto plazo.

 
Recomendaciones

Finalmente, surgen como consecuencia de este trabajo las siguientes recomendaciones:

En función de la creciente preocupación de los consumidores en torno a la seguridad alimentaria, se hace necesario estudiar y consensuar un LMR en cera de abejas. Se justifica la ampliación de este trabajo con un número mayor de muestras, incluyendo el tratamiento estadístico de los resultados, para establecer un LMR apropiado en función de la relación de concentraciones de este acaricida entre cera y miel en condiciones naturales de apiario.

Si no es posible evitar el uso de los acaricidas sintéticos, es conveniente una estrategia nacional de ROTACIÓN de drogas para evitar acumulación de coumaphos en la cera en uso en el país. Los productos de dosificación controlada (liberación lenta) aquí son los más recomendables.

Lo principal, es que se debe CONCIENTIZAR a todos los participantes de la cadena apícola sobre las implicancias a largo plazo del uso de coumaphos, y la importancia de la responsabilidad individual sobre el funcionamiento de todo el sistema en el cual se insertan.

 

 
Bibliografía
 

• “Nitrofurans in beeswax. Dynamics of the generalized contamination with nitrofurans.” P. Lanzelotti, M. Maldonado. APIMONDIA Symposium 2004 “Prevention of Residues in Honey 2”. Celle, Alemania. Abril 2004.
• “Contaminación de miel y cera con nitrofuranos: acciones correctivas y preventivas”. P. Lanzelotti, M. Maldonado. Seminario Internacional sobre Calidad de Miel (INTA; SAGPyA, CFI). Rafaela, Santa Fe, Argentina. Setiembre 2004.
• Jan Kochansky, Kenncth Wilzer, Mark Feldlaufer; Apidologie 32 (2001) 119-125
• Persano Oddo Livia, Pulcini Patrizio, Morgia Cinzia, Marinelli Enzo; Apiacta 38 (2003) 40-45
• M. Lodesani, A. Pellacani, S. Bergomi, E. Carpana, T. Rabitti, P. Lasagni; Apidologie (1992) 23, 257-272
• Marco Lodesani, Cecilia Costa, Marco Bigliardi, Roberto Colombo; Apiacta 38 (2003) 31-33
• A. T. Thrasyvoulou, N. Pappas; Journal of Apicultural Research 27(1): 55-61 (1988)
• M. de Greef, L. de Wael, O. Van Laere; Apiacta XXIX, 83-87 (1994)
• M. A. Fernández-Muiño, M. T. Sancho, S. Muniategui, J. F. Huidobro, J, Sinal-Lozano; Journal of Protection, Vol. 58, Nº 4, Pages 449-454