INTRODUCCIÓN

La Directiva 91/414/CEE (DOCE, 1991) establece un proceso armonizado para la evaluación de sustancias activas de productos fitosanitarios y para la evaluación y registro de los productos fitosanitarios que las contienen. Dentro de este proceso de evaluación se incluye la evaluación de riesgo ambiental.

Esta evaluación tiene dos componentes: exposición y toxicidad. La exposición tiene como objetivo último determinar la concentración (Predicted Envrionmental Concentrations, PEC) en suelo (PECsoil), agua superficial (PECsw) y sedimento (PECsed) a la que se verían expuestos los organismos no diana. Además se debe evaluar el riesgo de que estas sustancias alcancen las aguas subterráneas (PECgw) y superen el límite legal de 0,1 ?g/L. La Dirección General de Sanidad y Protección de los Consumidores de la Unión Europea (SANCO) creó los grupos de trabajo FOCUS, para el desarrollo y validación de modelos y escenarios para el cálculo de las concentraciones esperadas en los distintos compartimentos medioambientales, que pudieran ser utilizados en la evaluación de las sustancias activas y productos fitosanitarios en Europa. Estos grupos han publicado diferentes modelos y documentos guía para el cálculo de PEC en los diferentes compartimentos ambientales (http://viso.ei.jrc.it/focus/index.html). Los modelos utilizados en el cálculo de PECsw consideran tres vías de entrada a las aguas superficiales: deriva durante la aplicación, escorrentía y drenaje.

La estimación de las concentraciones en aguas superficiales y en el sedimento sigue un planteamiento escalonado comenzando por las hipótesis más conservadoras (nivel 1) a las más realistas (nivel 4). Los niveles 1 y 2 no tienen en cuenta condiciones agroambientales, y se basan en un escenario genérico en el que se considera un sistema estático de 30 cm de profundidad y una capa de sedimento de 5 cm. En general, estos primeros niveles son muy conservadores, y sobreestiman el riesgo ambiental, por lo que es muy frecuente tener que pasar a los niveles 3 y 4 del esquema para calcular las concentraciones en agua superficial y sedimento. En el nivel 3, el cálculo de las concentraciones se realiza mediante el uso de modelos determinísticos en tres tipos de sistemas de agua superficial: canal de riego, río de primer orden y estanque. Cualquier cambio en los escenarios para precisar el cálculo de concentraciones se considera un nivel 4. En el nivel 4 se incluyen diferentes medidas de mitigación para reducir la entrada de los compuestos en los sistemas acuáticos así como el desarrollo de escenarios específicos (Figura 1).

Para el establecimiento de las medidas de mitigación se creó un grupo FOCUS. Este grupo ha publicado dos documentos guía sobre medidas de mitigación para reducir el transporte de estas sustancias a sistemas acuáticos (FOCUS, 2005a y b). Posteriormente, se revisaron y actualizaron con las sugerencias aportadas por un grupo de expertos de la EFSA (FOCUS, 2007a y b). Estos documentos describen diversas medidas para reducir el transporte de productos fitosanitarios. FOCUS (2007a) enumera las medidas de mitigación utilizadas en el proceso de evaluación: la reducción de la tasa de aplicación de producto fitosanitario, la restricción del uso del producto durante los periodos de riesgo de grandes flujos de escorrentía y el establecimiento de bandas de seguridad con vegetación entre el campo de cultivo y el cauce. Los resultados de eficacia de estas medidas se incorporan al proceso de evaluación. Por otro lado, en FOCUS (2007b) se detallan otras medidas de mitigación que no están implementadas en el proceso de evaluación. Algunas de ellas están relacionadas con el manejo del cultivo, como son el laboreo de conservación, la incorporación de los restos del cultivo, plantación del cultivo según las curvas de nivel, establecimiento de terrazas, minimizar la compactación del suelo mediante buenas prácticas de laboreo, el tipo de sistema de riego o la gestión adecuada de la humedad del suelo. Otras medidas están relacionadas con las técnicas de gestión de la explotación agraria, como son la rotación de cultivos, la diversidad de cultivos en un mismo campo o reducir el tamaño del campo de cultivo. Las últimas se establecen en el exterior del campo de cultivo, como las cubiertas vegetales en los canales y arroyos o la creación de lagunas o humedales.

Es muy importante valorar la eficacia y aplicabilidad de las medidas implementadas en el proceso de evaluación, ya que pueden llegar a determinar si se autoriza o no la utilización de un producto fitosanitario.

En este trabajo se realiza una revisión de los estudios experimentales existentes sobre eficacia de las bandas de seguridad con vegetación con los objetivos de evaluar la aplicabilidad de los datos de eficacia de las bandas de seguridad propuestos por FOCUS (2007a y b) para ser utilizados en el refinamiento del cálculo de concentraciones en aguas superficiales e identificar los procesos clave que podrían afectar al buen funcionamiento de las bandas de seguridad al ser utilizadas en clima mediterráneo.

 

 

Propuestas de eficacia de las bandas de seguridad con vegetación

La eficacia de las bandas de seguridad se ha estudiado, principalmente, en ensayos realizados en EEUU, Australia, Francia, Noruega y Alemania (FOCUS, 2007b). Dichos estudios fueron llevados a cabo en un rango muy limitado de texturas de suelo, frecuentemente limosas y basándose en diseños experimentales muy diferentes (Reichenberger et al., 2007). En la revisión realizada por FOCUS (2007b) no se han considerado estudios específicos en condiciones climáticas mediterráneas.

Los resultados de eficacia propuestos por FOCUS (2007a) para su utilización en la evaluación del riesgo en Europa se muestran en la Tabla 1, junto a los datos propuestos por otros autores y organismos.

Según FOCUS (2007b), las lluvias son más intensas en EEUU para frecuencias y duraciones similares, de manera que los valores de eficacia propuestos en EEUU proporcionarían un punto de vista muy pesimista en el norte y oeste de Europa.

Para solventar este problema, FOCUS (2007b) estimó los valores de eficacia basándose en los resultados de los ensayos realizados en Europa. Seleccionó dichos ensayos y separó los valores de eficacia en función de la koc de la sustancia activa estudiada (parámetro que estima la capacidad de una sustancia de ser adsorbida al sedimento en mayor o menor medida) y la anchura de la banda de seguridad. En base a los resultados obtenidos para cada sustancia y evento de lluvia, ya sea natural o artificial, FOCUS (2007b) calculó la eficacia de la banda de seguridad considerando como peor caso el percentil 90 de la distribución de los datos y asumió que este valor proporcionaba resultados suficientemente conservadores.

Lacas et al. (2005) estableció una menor eficacia que FOCUS (2007a), a pesar de que en ambas revisiones se utilizaron casi los mismos artículos.

Por otro lado, los datos de eficacia propuestos en base a los cálculos del modelo EXPOSIT, son muy elevados en comparación con los demás autores. Reichenberger et al. (2007) considera que estos resultados pueden sobrestimar la eficacia de las bandas de seguridad por lo que sería necesario reducir estos valores.

Si analizamos en detalle los artículos en los que se basan los valores de eficacia de las bandas de seguridad con mayor anchura en Europa (Tabla 2), observamos que las intensidades de las lluvias fueron en general muy bajas y diferentes a las del clima mediterráneo.

Patty et al. (1997), realizaron 2 experimentos en Francia, uno con lluvias naturales y otro con lluvias simuladas. En el estudio con lluvias naturales obtuvieron eficacias entre el 44% y el 100%, pero con eficacias cercanas al 100% a partir de 12 m de anchura de banda de seguridad. Sin embargo, las lluvias más intensas producidas a los 2 días de aplicación del producto, no se muestrearon porque se desbordaron los sistemas de recogida de escorrentía y no se cuantificaron. El resto fueron lluvias débiles. En cuanto a las lluvias simuladas de 20 mm/h de intensidad, obtuvo reducciones entre el 58% y 68%. En ambos casos la pendiente de la banda de seguridad era del 0%, por lo que la extrapolación de estos resultados debería realizarse en las mismas condiciones de pendiente. Klöppel et al. (1997) realizaron en Alemania ensayos con lluvias simuladas de 14 mm/h obteniendo una eficacia de reducción de la escorrentía entre el 35% y el 88%. Spatz et al. (1997) realizaron en Alemania ensayos con lluvias simuladas de 60 mm/h y obtuvieron resultados de eficacia de reducción de escorrentía para productos con koc alta, del 100% en seco y entre el 91% y 96% en húmedo y para productos con la koc baja del 87% al 90% en seco y del 75% al 85% en húmedo. Estos valores se ajustarían mejor al clima mediterráneo ya que corresponderían, en general, a lluvias más intensas, las cuales son habituales. Sin embargo, la aplicabilidad de los valores de eficacia obtenidos por Patty et al. (1997) y Klöppel et al. (1997) en clima mediterráneo es cuestionable ya que los valores de eficacia cercanos al 100% se obtuvieron con lluvias débiles, que no son típicas del clima mediterráneo.

Por otro lado, Arora et al. (1996) realizaron en Iowa (EEUU) un estudio con lluvias naturales y una anchura de banda de seguridad de 20 m, obteniendo eficacias muy variables. En dos lluvias con 97% de infiltración, la eficacia fue muy grande, entre el 98% y el 100%. En otras dos lluvias con 34% y 44% infiltración, la eficacia fue del 33% y del 54%.

En una lluvia 2 días después aplicación y con infiltración del 9% debido a la elevada humedad antecedente, la eficacia fue muy baja, menor del 25%.

En una lluvia intensa producida 41 días después de la aplicación y con una intensidad máxima de 108 mm/h en 5 minutos la eficacia fue entre el 58% y 73%. La eficacia de la banda vino determinada por las características de la lluvia, principalmente por su intensidad, y por la capacidad de infiltración de la banda de seguridad en el momento de la lluvia.

Excepto en los resultados aportados por Spatz et al. (1997) que obtuvieron eficacias entre el 75% y 100% con lluvias simuladas de 60 mm/h, la eficacia de la banda de seguridad fue menor cuando se ensayaron o muestrearon lluvias intensas: Arora et al. (1996) obtuvieron eficacias entre el 58% y 73% para una lluvia de intensidad máxima de 108 mm/h en 5 minutos, Asmussen et al. (1977) obtuvieron eficacias del 69 y 72% para lluvias simuladas de 254 mm/h, Schmitt et al. (1999) obtuvieron eficacias entre el 0% y 61% (sustancias con koc bajas) y entre el 20% y el 83% (sustancias con koc altas) para lluvias y escorrentías simuladas con una intensidad máxima de 50,8 mm/h y Misra et al. (1996) obtuvieron eficacias entre el 26% y el 50% para lluvias y escorrentías simuladas con una intensidad de 63,5 mm/h. Webster et al. (1996) y Tingle et al. (1998) realizaron lluvias simuladas de diferentes intensidades (76 mm/h y 25 mm/h, respectivamente) en el mismo sitio experimental en años diferentes y la eficacia de la banda de seguridad fue mayor a intensidades bajas, entre el 92 y 98% frente al 50 y 76% obtenido a la intensidad mayor.

En vista de este análisis los valores de eficacia propuestos por FOCUS (2007a) pueden ser adecuados para el norte y oeste de Europa, pero su aplicabilidad en los países de la zona mediterránea en los que las lluvias intensas son más frecuentes es cuestionable. Los valores propuestos en EE UU podrían ajustarse mejor, aunque deberían corroborarse con estudios de campo realizados bajo clima mediterráneo.

 

 

Supervivencia de la vegetación de la banda de seguridad en las zonas con clima mediterráneo

Un primer aspecto relacionado con el buen funcionamiento de la banda de seguridad, consiste en el establecimiento permanente de la vegetación herbácea con una densidad y cobertura suficientes. NRCS & NHCP (2006) y USDA (2000) recomiendan que las bandas de vegetación deben mantener una cobertura densa, en los períodos críticos. Estas bandas suelen establecerse con diferentes especies de vegetación herbácea.

En zonas de España con clima atlántico su implantación no es un problema. Las precipitaciones pueden mantener la vegetación de la banda de seguridad sin aportes externos de agua durante todo el año, como sucede en los países del norte de Europa. Sin embargo, el clima mediterráneo se caracteriza por un período seco durante la época de verano, con sequías cíclicas de duración variable, cada 4 o 5 años y tormentas de elevada intensidad en verano y otoño. La vegetación herbácea autóctona se adapta a este clima y termina su ciclo vital a principios de verano. Luego se agosta y muere. A partir de ese momento, hay una pérdida importante de biomasa, de forma que en verano la cobertura de la vegetación es escasa.

Con las lluvias de otoño la vegetación herbácea se empieza a recuperar pero hasta la primavera no se desarrolla totalmente. En este clima coinciden los periodos de lluvias fuertes, con las épocas de menor cobertura de vegetación. En el caso de que la banda de seguridad fuese necesaria en verano y otoño, la cobertura de la vegetación no sería suficiente para su correcto funcionamiento.

Habría que utilizar sistemas de riego para su mantenimiento durante el verano, lo agudizaría los conflictos por el agua en las épocas de escasez. Por ello la banda de seguridad, debe ser autosuficiente, en cuanto a requerimientos hídricos, y mantenerse en una cobertura adecuada.

En caso de que la cobertura fuese menor, los valores de eficacia de la banda de seguridad deberían ser menores o habría que aumentar la achura de la banda para compensarlo. Como se ha indicado antes, los estudios de eficacia utilizados por FOCUS (2007b) (Tabla 2) se han realizado en Europa en condiciones de clima atlántico (Patty et al., 1997; Klöppel et al., 1997; Spatz et al., 1997), por lo que la cobertura de la vegetación de la banda de seguridad sería diferente en climas mediterráneos.

La utilización de arbustos puede ser una alternativa, ya que la variación estacional de la cobertura en comunidades dominadas por vegetación arbustiva puede ser despreciable (Francis y Thornes, 1990). De hecho los arbustos se han utilizado con éxito en el control de la erosión sobre todo en climas semiáridos mediterráneos, Marqués et al. (2005) en la zona centro de España y Andreu et al. (1998 a y b) en el levante valenciano, aunque estos últimos observaron que la vegetación natural reducía la erosión con mayor eficacia. Por otro lado, Schmitt et al. (1999) no observan ningún impacto en la eficacia de una banda de seguridad a la que se han añadido árboles y arbustos a continuación de la vegetación herbácea. Esto se debe a que la vegetación herbácea al tener buena cobertura frena la escorrentía y la erosión antes de que llegue a la zona de vegetación leñosa, pero hay que tener en cuenta que el clima donde se realizó el ensayo (Nebraska, EE UU) es muy diferente, con una precipitación media de 690 mm distribuida principalmente en primavera y verano por lo que los resultados no serían similares en climas mediterráneos.

En la utilización de arbustos se deben tener en cuenta aspectos como el manejo agronómico de esas áreas o la posibilidad de crear canales de transporte preferencial de agua por las raíces de los arbustos favoreciendo la lixiviación de los productos hacia las aguas subterráneas.

El segundo aspecto consiste en el efecto de los productos fitosanitarios, en especial herbicidas, sobre la vegetación utilizada en la banda de seguridad. El objetivo de la banda de seguridad es frenar la escorrentía y los sedimentos procedentes del campo de cultivo, por lo que los productos transportados por la erosión se acumularán la banda de seguridad. Son bien conocidos los problemas de erosión en el clima mediterráneo.

Ciertos cultivos típicos de clima mediterráneo como el olivo tienen graves problemas de erosión (Gómez et al., 1999; Gómez et al., 2004; Gómez et al., in press; Francia et al., 2006), en los que el uso de herbicidas es habitual en el manejo agronómico del cultivo. Montiel y Sánchez (1996) realizaron un estudio en un olivar en el que se aplicó simazina a las dosis recomendadas, obteniendo concentraciones en los sedimentos originados por la erosión 30 veces superiores a los del suelo en el que se aplicó el producto.

Los productos transportados por la escorrentía y la erosión pueden afectar a la vegetación de la banda de seguridad (USDA, 2000), ya sea reduciendo su desarrollo o matándola. Este proceso será mayor en clima mediterráneo donde los procesos de erosión son más intensos. Si se muere esa vegetación, habrá que reponerla y mientras se realice esta operación la banda de seguridad no funcionará y, además, el coste de mantenimiento se incrementará.

 

 

Conclusiones

La aplicabilidad de los valores de eficacia de las bandas de seguridad propuestos para la mitigación del riesgo de la contaminación de aguas superficiales, en zonas de clima mediterráneo es cuestionable.

Una correcta gestión de los cultivos mediterráneos, usando todas las medidas posibles, para disminuir la escorrentía y la erosión es necesaria para conseguir una eficacia máxima de las medidas de mitigación de riesgo.

Son necesarios estudios experimentales de campo para valorar adecuadamente la eficacia de las bandas de seguridad cuando se establezcan en clima mediterráneo.

 

 

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