Insecticidas Piretroides

A partir de los años 80, el grupo de los piretroides ha recibido mucha atención debido a su baja toxicidad para mamíferos, casi nula acumulación en el medio ambiente y gran utilidad como alternativa  en el combate de plagas agrícolas y urbanas.

Este grupo de compuestos se ha sintetizado al usar como base la estructura química de las piretrinas naturales, con las que comparten algunas características toxicológicas. El nombre piretroide deriva precisamente de: piretro = piretrina, oide = se parece a. Piretroide significa un compuesto que se parece al piretro.

El piretro es un insecticida de contacto obtenido de las flores de Chrysantemum cinerariaefolium (Compositae) que se ha usado como insecticida desde el año 400 a.c., en tiempos del rey Jerjes de Persia. Se le conocía como polvo de Persia  y se presume que fue empleado para combatir los piojos humanos. También hay evidencias de que era común usarlo en el Medio Oriente para aumentar el vigor masculino. Ha sido usado desde hace muchos años como insecticida en la región del Cáucaso, donde fue exportado en el siglo XIX a Dalmacia (Yugoslavia) y después introducido a Japón y algunas regiones de África, Europa y América.

Actualmente se sabe que las variedades que crecen en los altiplanos de Kenia, producen las proporciones más altas de ingredientes activos; comercialmente se cultivan en el Cáucaso, Irán, Japón, Ecuador, y Nueva Guinea. La producción de piretro como insecticida se remonta desde 1850.

El piretro debe su importancia a su inmediata acción de derribo (segundos) sobre insectos voladores, aunado a su baja toxicidad para los animales de sangre caliente, debido a su rápido metabolismo en productos no tóxicos. De este modo, a diferencia de otros insecticidas, el piretro no es persistente, repele a algunos insectos y sus residuos son de vida corta. Estas características evitaron la exposición prolongada de los insectos al piretro, lo cual contribuyo al escaso número de casos de resistencia a este producto, a pesar de haberse empleado por mucho tiempo. Es usado para combatir plagas en alimentos almacenados, contra insectos caseros y de cultivos industriales, dirigido a larvas y adultos de lepidópteros y de otros insectos fitófagos de vida libre, siempre y cuando parte de su ciclo biológico pueda estar expuesta a la acción de contacto del tóxico.

Los piretroides y piretrinas afectan  tanto el sistema nervioso central como el periférico de los insectos, bloquean la transmisión del impulso nervioso a través del axón  de la neurona. Estos compuestos  estimulan  inicialmente las células nerviosas y posteriormente producen parálisis, por esta razón tienen fuerte efecto expulsivo (la excitación hace que las plagas salgan de sus escondites) y luego hay un  proceso de parálisis, que es el efecto de Knox Down o derribo característico de este grupo químico.

Debido a la inestabilidad de las piretrinas en el medio, estos compuestos no tuvieron mucho éxito en el mercado agrícola mundial y se relegó el estudio de las piretrinas por mucho tiempo. Sin embargo a mediados del siglo pasado se reinició el estudio de estos compuestos y se empezaron a producir en laboratorio muchos compuestos usando como base la estructura química del piretro y haciendo sustituciones de grupos químicos para lograr mayor estabilidad en el medio y una mayor toxicidad a las diferente plagas.

Como ejemplo de esta modificación, se tiene a la cipermetrina, que es simplemente la permetrina con un grupo ciano. La cipermetrina tiene mayor actividad  insecticida y es un poco más tóxica a mamíferos. Investigaciones posteriores dieron como resultado la síntesis de la decametrina, similar a la cipermetrina, pero con átomos de bromo en vez de los de cloro en la parte ácida de la molécula. Los piretroides con átomos de bromo en sus moléculas son mucho más estables que los que poseen átomos de cloro. También las configuraciones espaciales tipo “Cis” son más activas que las configuraciones “Trans”.

Los cambios estructurales han dado origen a muchos productos con diferentes características, sin embargo todos comparten el mismo mecanismo de acción, fuerte efecto de volteo o acción de choque sobre los insectos, reducida toxicidad a mamíferos, amplio espectro de control de insectos y relativa estabilidad ante la luz y otros agentes naturales.

Los piretroides sintéticos son un grupo químico no homogéneo, ya que dentro de cada producto comercial hay una mezcla de compuestos llamados isómeros (compuestos con igual estructura química ), son moléculas iguales en composición química, pero con diferente arreglo espacial,  que algunos son activos, otros poco activos y otros totalmente inactivos.

Las empresas fabricantes tratan de reducir al máximo la cantidad de isómeros inactivos en su producto comercial, sin embargo estas separaciones en muchos casos son muy costosas. Cada empresa ha tratado de purificar al máximo sus productos para tener mayor actividad a menor dosis.

En el cuadro siguiente se presentan algunos piretroides y su composición de isómeros en el producto comercial.

La presencia de isómeros inactivos en el producto comercial hace que se requiera mayor dosis para lograr un efecto deseado en la plaga, así mismo los isómeros inactivos aumentan la carga de productos descargados al ambiente.

Siempre se ha tratado de comparar los diferentes productos comerciales a base de piretroides, buscando establecer comparación de dosis,  residualidad y actividad  insecticida. Existen algunos parámetros generales para deducir dosis y posible potencia insecticida, así como la estabilidad en la superficie tratada, y otras características como irritación de piel.

Los compuestos con configuración espacial “Cis” son más estables que los compuestos “Trans”.

Los compuestos con átomos de Bromo son más estables que los compuestos con átomos de cloro.

La mayor presencia de isómeros inactivos en el producto comercial hace que se requieran mayores dosis de producto.

En condiciones de menor temperatura los piretroides son más activos que en alta temperatura.

Los productos con el grupo químico “ciano” en la molécula son irritantes a la piel, los que no tienen este grupo químico no son irritantes.

La siguiente tabla muestra un resumen de los átomos halógenos, la configuración espacial y la presencia de grupo ciano en los principales piretroides.

Dado que la Deltametrina es el piretroide con menor número de isómeros y mayor actividad insecticida los otros productos comerciales se comparan en forma relativa a este compuesto.

Existen rangos de dosis (g ia/ha) para cada piretroide y cada tipo de plaga, con esta información se crea el factor de actividad relativa o Ratio, usando como base la deltametrina. Esta comparación es para cada plaga específica.

Ratio =  Dosis g i.a/Ha del Piretroide X ÷ Dosis g i.a /Ha de Deltametrina

Siempre es bueno tener en mente los ratios cuando se comparan productos piretroides y se busca tener una dosis con eficacia similar. Los ratios de algunos piretroides se presentan en la siguiente tabla.

De la tabla anterior se deduce por ejemplo que una Alfacipermetrina  requiere el doble de dosis de una deltametrina, o una cipermetrina requiere alrededor de 5 veces la dosis de una deltametrina. La Gama Cyhalotrina se puede trabajar a una 60% de la dosis de una deltametrina.

El cuadro anterior es una generalización muy amplia usando datos de muchos lugares del mundo y sobre muchos insectos diferentes, de modo que esta información se debe tomar como referencia y no como una recomendación absoluta. Otro punto importante es que todos los piretroides comparten el mismo mecanismo de acción y los riesgos de resistencia son similares para todas las moléculas, por lo tanto, la rotación de ingredientes activos dentro del grupo de piretroides no tiene gran impacto en las estrategias de manejo de resistencia.

Elaborado por: Ing. Manuel Murillo