Recientemente, en el marco de la directiva 91/414/CEE, se han adoptado nuevos escenarios para el cálculo de concentraciones esperables de productos fitosanitarios en aguas superficiales. En este artículo se describe l
Proceso europeo de evaluación de riesgo ambiental por el uso de productos fitosanitarios
En el año 1991 se promulgoó la Directiva 91/414 /CEE que establece un procedimiento armonizado para el registro de productos fitosanitarios en los Estados miembro de la Unión Europeass.
La implementación definitiva de esta directiva deberá proporcionar una "lista positiva única de sustancias activas de los productos fitosanitarios" comercializados en toda la Comunidad Unión Europea y que se incluye en su Anejo I. Además, en el Anexo VI de la Directiva 91/414/CEE se establecen unos requisitos criterios uniformes para los ensayos y datos considerados durante el proceso de registro. la evaluación y toma de decisión (Directiva 97/57/CEE).
Dentro de este proceso de evaluación se incluye la valoración del comportamiento de la sustancia y sus productos de degradación en el medio. Esta evaluación ambiental tiene dos componentes, de manera que, después de evaluar, de forma independiente, los datos experimentales del comportamiento ambiental y de toxicidad de los productos fitosanitarios y sus principales productos de degradación, éstos se combinan para realizar una evaluación conjunta del riesgo ambiental.
La estimación del riesgo ambiental se basa en la relación entre toxicidad y concentración en el medio (TER, del inglés Toxicity Exposure Ratio), que deberá estar dentro de los límites marcados por los principios uniformes del Anexo VI de la Directiva 91/414/CEEpara que el producto pueda ser incluido en el Anejo I de la misma. Por tanto, para la evaluación del riesgo ambiental es necesario calcular las concentraciones esperables de las sustancias activas y sus produc tos de degradación en el suelo (PECS del inglés Predicted environmetal concentration in soil), en las aguas superficiales (PECsw, Predicted environmetal concentration in surface waters) en el sedimento (PECsed, Predicted environmnetal concentration in sediment) y en aguas subterráneas (PECgw, Predicted environmnetal concnetration in groundwater).
La estimación de las PEC se realiza de acuerdo con las Buenas Prácticas Agrarias (BPA) por lo que su cumplimiento asegura la eficacia de todo el proceso de evaluación y de regulación, que no considera los riesgos en caso de accidentes en el uso de productos fitosanitarios o cuando no se respetan las dosis recomendadas. Para la coordinación de la evaluación y estimación de las concentraciones ambientales de los productos fitosanitarios y sus residuos en el marco de la Directiva 91/414/CEE, la Dirección General de Sanidad y Protección de los Consumidores de la Unión Europea creó los grupos de trabajo FOCUS (Foro para la Coordinación de Modelos de Comportamiento de Productos Fitosanitarios y su Uso) formados por expertos de los Estados miembro y de empresas productoras de productos fitosanitarios. Estos grupos de trabajo han publicado diferentes modelos y escenarios para el cálculo de PEC en los diferentes compartimentos ambientales (suelo, agua superficial/ sedimento y agua subterránea).
Estimación de PEC SW en el marco de la Directiva 91/414/ CEE
Los productos fitosanitarios y sus productos de degradación pueden entrar en los sistemas de aguas superficiales por tres vías: por deriva (transportados por el viento tras una aplicación), por escorrentía/ erosión y por drenaje. El predominio de una u otra vía depende de la persistencia y movilidad de los compuestos. La persistencia y movilidad de los productos fitosanitarios están íntimamente relacionadas con sus propiedades físico-químicas (solubilidad, volatilidad, constante de adsorción, etc) y, a su vez, dependen de factores ambientales (temperatura y humedad del suelo, pH del suelo, etc) y prácticas agrarias.que pudiera tener sobre una serie de grupos taxonómicos relevante El grupo FOCUS de aguas superficiales (conocido como FOCUS surface water o también FOCUS SW), se creó con el objetivo de definir escenarios y modelos que incluyeran todas las posibles vías de entrada de productos de degradación y sus metabolitos en agua superficiales (FOCUS, 2001).
Actualmente, estos modelos son los que están siendo utilizados en la fase 3 del proceso de evaluación a nivel europeo (ALONSO PRADOS, 2004). Según lo establecido por el grupo FOCUS SW, 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). De manera que, si la relación toxicidad/ exposición no cumple con los requisitos de los principios uniformes recogidos en el Anexo VI de la Directiva 91/414/CEE, las concentraciones del producto en el agua superficial y en el sedimento se recalculan pasando al nivel siguiente (Figura 1)
Los niveles 1 y 2 consideran como escenario genérico la contaminación de un estanque de 30 cm de profundidad y una capa de sedimento de 5 cm, por un cultivo adyacente de una hectárea, sin considerar condiciones agroambientales. En general, estos primeros niveles del FOCUS SW 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 definido en la Figura 1 para calcular las concentraciones en agua superficial y sedimento. En el nivel 3, el cálculo de las PEC en agua y en sedimento se complica al estimar las concentraciones mediante el uso de modelos determinís ticos en tres tipos de sistemas de agua superficial: canal de riego, río de primer orden y estanque (Figura 1).
Definición de escenarios agroambientales por el grupo FOCUS SW
El uso de modelos determinísticos para calcular las concentraciones implica asignar parámetros ambientales específicos como temperaturas diarias, radiación, textura del suelo, etc a un escenario agroambiental. El grupo FOCUS SW seleccionó una serie de escenarios teniendo en cuenta que estos escenarios deben ser representativos de las peores condiciones ambientales reales en que los productos fitosanitarios pueden ser utilizados.
Considerar el peor caso posible en el análisis de riesgo, permite tener un margen de seguridad en relación con la protección del medio. A partir de datos de la temperatura media de primavera y otoño, precipitación media anual, reserva de agua en el suelo, pendiente media y de uso del suelo, se realizó una primera selección de posibles escenarios, eliminando aquellos no asociados a zonas cultivadas. Tras un primer examen, y siguiendo una escala cualitativa para cada uno de los parámetros ambientales considerados, el grupo FOCUS SW realizó una cartografía de la distribución en Europa de cada uno de ellos. A continuación se clasificaron los suelos europeos en función de si favorecían el transporte por drenaje o escorrentía atendiendo a su textura, estructura y contenido en materia orgánica (Tabla 1).
Así, se diferenciaron dos grandes tipos de escenarios: escenarios de drenaje (escenarios D) y escenarios de escorrentía (Escenarios R), en los que el transporte del producto por deriva es común para los dos grupos. Mediante la combinación de las características climáticas, de suelo, y de pendiente se identificaron 10 escenarios (6 de drenaje y 4 de escorrentía).
Las características que definen cada escenario se muestran en la Tabla 1. Para asignar los parámetros ambientales a los escenarios para el cálculo de las concentraciones mediante modelos determinísticos, el grupo FOCUS SW tomó datos de estaciones localizadas dentro de cada escenario (Figuras 2-6). Por último se asoció a cada escenario los sistemas de agua superficial (canal de riego, río y estanque) a través de mapas topográficos 1:25.000 de las zonas de las estaciones escogidas, y los cultivos mediante la base de datos europea REGIO (Tabla 1). La distribución de estos escenarios en el territorio europeo se realizó mediante el uso del sistema de información geográfica (SIG) ArcView y la combinación de los mapas y clases de suelos considerados para la definición de los escenarios y la base de datos geográfica de suelos de Europa (Figuras 2-6). España queda representada fundamentalemente por el escenario R4 y, de forma minoritaria, por los escenarios D4, D5, D6, R1 y R3. Los escenarios de drenaje D5 y D6 caracterizan parcialmente los cursos de algunos de los principales ríos de la península Ibérica. El escenario de escorrentía R4 engloba zonas del tercio sur de la península y del valle del Ebro.
Por otro lado, el escenario R3 aparece en puntos dispersos del Pirineo, Sistema Ibérico y la Sierra de Grazalema, mientras que las características de los escenarios R1 y D4, lo hacen dentro del Sistema Ibérico y de la Cordillera Cantábrica.
Representatividad de los escenarios FOCUS SW de las condiciones agroclimáticas españolas
La precipitación media anual considerada en los distintos escenarios FOCUS SW es la misma (600-800 m), exceptuando al escenario R2 y R3, en los que la precipitación media anual es 800-1.000 mm para el caso de R2, y > 1.000 mm en el caso de R3 (Tabla 1). En función de la precipitación media anual, España se puede dividir en cuatro regiones:
- Región húmeda con unas precipitaciones medias anuales superiores a los 800 mm y con puntos que superan los 2.000 mm. Está asociada a la Cornisa Cantábrica y en el resto de la península, a zonas montañosa dispersas localizadas en las principales cordilleras y sierras.
- Región seca con precipitaciones anuales entre los 400 y 600 mm. Comprende la más extensa y corresponde a las dos mesetas, el valle de Ebro y la vertiente mediterránea, con excepción del SE y el valle del Guadalquivir.
- Región de transición con una precipitación anual entre 600 y 800 m y que aparece en las vertientes meridionales de los Pirineos y cordillera Cantábrica y en el sector oeste de las dos mesetas
- Región árida, con precipitaciones anuales inferiores a los 400 mm y por debajo de 200 mm en Almería (GARCÍA-FERNÁNDEZ, 1993). Por tanto, el rango de precipitaciones seleccionado por el grupo FOCUS SW para la definición de los escenarios, no coincide con las precitaciones anuales medias de las principales zonas agrarias españolas como son Andalucía, Comunidad Valenciana o las dos mesetas, que se incluirían en la región seca de la península.
El hecho de que no se incluyan, se debe a que el grupo FOCUS SW consideró que las precipitaciones medias anuales < 600 mm no era un peor caso para el transporte de productos fitosanitarios.
Por otro lado, debido a que las precipitaciones anuales medias están por encima de los 800 mm, los escenarios R1 y R3 se restringen a zonas de montaña españolas, donde se practica una explotación de subsistencia que no se puede considerar representativa del cultivo español. Para que las regiones agrarias españolas hubiesen estado recogidas en los escenarios FOCUS SW, se debería haber tenido en cuenta, también, el régimen de precipitaciones, es decir, su distribución a lo largo del año.
Así, a pesar de que la mayor parte del territorio de la península Ibérica tiene una precipitación anual similar, entre 400 y 600 mm, el régimen de precipitaciones es diferente de unas zonas a otras, encontrando, mayoritariamente, tres tipos de regímenes:
- Húmedo se caracteriza por tener las máximas precipitaciones en invierno, con un máximo secundario en otoño o primavera. Se extiende desde Galicia al mar Mediterráneo.
- Seco con máximas en otoño y primavera. Se localiza en la parte oriental de la península.
- Transición. En esta clase el invierno vuelve a ser la época más lluviosa, con la diferencia de que el máximo mensual se localiza en otoño, no quedando bien definido el límite entre los dos regímenes anteriores.
Una característica común a los tres regímenes es la existencia de un mínimo de precipitación en la época estival que se agudiza hacia el sur (GARCÍAFERNÁNDEZ, 1993). Por último, en la definición de los escenarios, el grupo FOCUS SW tuvo en cuenta el promedio de las temperaturas de los periodos primaverales y otoñales (Tabla 1), sin tener en cuenta la distribución de esas temperaturas a lo largo del año. No se puede dejar de lado ni el régimen de precipitaciones ni la distribución de las temperaturas a la hora de definir un escenario.
De esta forma, considerando la precipitación media anual, régimen de precipitaciones y de temperaturas, solamente dentro de la península Ibérica se distinguen dos grandes dominios climáticos: templado húmedo y mediterráneo (Figura 7). El primero se caracteriza por una elevada pluviosidad repartida a lo largo del año con un máximo invernal y un mínimo estival no acusado y tener veranos frescos e inviernos templados.
Por su parte, el clima mediterráneo, tiene como características principales la alternancia de un periodo seco, coincidiendo con el período de máxima temperatura, y otro lluvioso situado en invierno primavera u otoño dependiendo de la zona donde nos encontremos, diferenciándose de mayor a menor precipitación : - una zona de clima mediterráneo oceánico al oeste de la península con un máximo pluviométrico en invierno; - una zona de clima mediterráneo interior (continental) con un máximo en primavera, - una zona de clima mediterráneo en sentido estricto con un máximo de precipitaciones en otoño (Figura 7). Para asignar parámetros ambientales a los escenarios D4, D5 y R1 se contó con datos tomados de estaciones meteorológicas situadas en el norte de Europa, mientras que para los escenarios R3, R4 y D6 se hizo con datos tomados de estaciones del sur de Europa (Figuras 2-6). En este punto se plantean dos cuestiones:
1.- ¿Las características ambientales de una única estación son representativas de la totalidad del escenario?
2.- Dentro de la región del clima mediterráneo, ¿las precipitaciones de las áreas occidentales y orientales siguen los mismos patrones?
Para dar respuesta a estas preguntas se han confeccionado los diagramas ombrotérmicos de las estaciones utilizadas para asignar de parámetros ambientales a los modelos FOCUS para la estimación de PECsw. Además, se seleccionaron los diagramas ombrotérmicos de los escenarios R4 y D6 para compararlos con los de dos zonas agrarias españolas representativas del cultivo de cítricos, y del olivo. Los diagramas ombrotérmicos resultan muy útiles a la hora de explicar el clima de un determinada región, en ellos se representa en un eje cartesiano los valores correspondientes a la temperatura (T) y precipitación (P) medias mensuales, ajustándose dichos valores a una misma escala, pero haciendo coincidir P= 2T en ordenadas. De este manera, cuando un mes resulta tener aridez, P< 2T, la curva de precipitación se situará por debajo de la correspondiente a la temperatura y aparecerá un área más extensa cuanto mayor sea la aridez del clima representado.
La estación meteorológica de Weiherbach, Alemania (R1) presenta un máximo pluviométrico en la estación veraniega, presentando un régimen más o menos homogéneo durante todo el año y no identificándose un periodo seco en la estación de verano. En cuanto al régimen térmico el máximo se produce en Julio con una temperatura media de 19.2ºC y el mínimo en Enero con 1.14ºC poniendo de manifiesto una fuerte continentalidad (Figura 2). Como se ha señalado anteriormente, la época estival en la península Ibérica se caracteriza por un mínimo pluviométrico y una estación seca. Por tanto, tomar parámetros ambientales solamente de una estación para calcular las PEC no resultan representativos de las características de todo el escenario.
La estación meteorológica de Roujan (R4) se caracteriza por tener una precipitación media anual de 756 mm con un máximo en el mes de octubre y un mínimo en el mes de julio. La temperatura media anual es de 14ºC con el mínimo en el mes de enero (6.12ºC) y el máximo en el mes de julio (23ºC). El diagrama ombrotérmico además muestra que el periodo seco comprende los meses de Junio y Julio (Figura 4). En el caso de los escenarios de drenaje ha resultado imposible acceder a los datos climáticos utilizados por los modelos. Como aproximación a las características climáticas del entorno de la estación seleccionada por el grupo FOCUS SW para asignar parámetros del escenario D6, se tomaron los datos meteorológicos de uno de los escenarios del modelo FOCUSPELMO, utilizado para la estimación de concentraciones en aguas subterráneas en el marco de la directiva 91/414/CEE, que toma los datos de una estación del mismo entorno . Puede que estos datos no coincidan con los utilizados en el caso que nos ocupa, pero permiten realizar una aproximación a las características climáticas de la región de Thiva (Grecia).
Esta estación se caracteriza por presentar una temperatura media anual de 14.8ºC con una máxima media de 22ºC en los meses de julio y agosto, y una media mínima mensual de 8.5ºC en los meses de enero-febrero. La precipitación media anual es de 482 mm, por debajo de lo establecido por FOCUS SW para el escenario D6 (600-800 mm) con un máximo en otoño invierno y un periodo seco de 5 meses (Figura 6).
El grupo FOCUS SW asoció entre otros, los cultivos de cítricos y olivo a los escenarios R4 y D6 (Tabla 1). Para comparar los climas de estas estaciones se tomaron datos de estaciones termoplu viométricas situadas en las comarcas agrarias españolas con la mayor extensión de cítricos y olivo. Las estaciones se seleccionaron a través del Sistema de Información Agroclimática (S.I.G.A) del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, tomando como criterios de selección el relieve de la comarca y aquellas estaciones con suficientes años de medida.
De acuerdo con el censo agrario de 1999, la principal provincia con olivar es Jaén destacando la comarca agraria de la Campiña del sur. La estación termopluviométrica de Jaén se caracteriza por tener una temperatura media anual de 17ºC y una precipitación media anual de 596 mm, con un máximo en invierno (Régimen mediterráneo húmedo), mientras que en las estaciones de Roujan (R4) y Thiva (D6) el máximo se da en otoño, poniéndose de manifiesto que, aún estando dentro de la región de clima mediterráneo, existen matices climáticos entre las regiones próximas al mar Mediterráneo y las regiones del interior de la península Ibérica (Figura 8).
En relación con la producción de cítricos, destaca la comarca agraria de Ribera del Júcar. El ombroclima de esta región se caracteriza por tener un máximo de precipitación en otoño como ocurre con las estaciones de los escenarios D6 y R4 (Figuras 6 y 8). Sin embargo, el ombroclima de Roujan (R4) muestra las características propias de las regiones costeras catalanas que se caracterizan por un clima mediterráneo húmedo con precipitaciones anuales alrededor de los 600 mm y una temperatura media anual de 15ºC. Este clima no representaría el clima mediterráneo de la costa levantina, murciana y almeriense que presentan un periodo mucho más seco y una menor precipitación anual (Figura 8), concentrada en los meses de mayor precipitación (RAMOS, 2000) Para el cálculo de PECsw y PECsed el grupo FOCUS SW asoció los cítricos y el olivo a las hipótesis de trabajo de canal de riego y de río de primer orden. En 2001, España fue el principal productor de la Unión Europea de cítricos (54.3%) y de aceite (57%) (Ministerio de Agricultura, 2002). Sin embargo, las características de estos cultivos no quedan bien reflejados por las hipótesis de canal de riego y río del grupo FOCUS. En primer lugar porque, como es sabido, el principal problema de los olivares españoles es el de pérdida de suelo debida, en gran medida, a una intensificación de las prácticas agrarias.
Así, en Andalucía se ha estimado una media de 80 t/ha/año de pérdida de suelos en olivares (LÓPEZ CUERVO, 1990). Por otro lado, la hipótesis del río definida por FOCUS SW para el cálculo de PECsw y PECsed, consiste en un río de primer orden de 100 m de longitud al cual llegan aportes por escorrentía de una cuenca de 100 ha, de las cuales solamente 20 ha están tratadas, y aportes de sedimentisedimento con sustan cias activa de un corredor de 20 m a lo largo del arroyo (ninguno de la cuenca aguas arriba). De nuevo, esta no es la situación real de un olivar típico andaluz. Éste tiene carácter regional, ocupando grandes extensiones en las que el área tratada es del 100% y no del 20%, por lo que el aporte de sustancias activas por arrastre de sedimentos aguas arriba de la cuenca no puede ser descartado. El peor caso correspondería a un río de primer orden que recibe aportaciones de producto fitosanitario y/o metabolitos de toda la cuenca, y que desemboca en una pequeña reserva de agua que concentra toda la cantidad de producto adsorbido a partículas erosionadas de suelo y en partículas en suspensión (RAMOS et al, 2000).
El escenario FOCUS SW de canal de riego para el cálculo de PEC, contempla la contaminación por drenaje del producto fitosanitario y/o sus residuos procedentes de un campo de 1 ha adyacente al canal, que mantiene un nivel permanente de agua entre 0.3 y 1.5 m. Esta hipótesis no es representativa del sistema de riego en la Comunidad Valenciana, principal productora de cítricos en España con un 65% de la producción total (Ministerio de Agricultura, 2002).
En la Comunidad Valenciana, los canales están destinados al manejo del agua de riego a través de una compleja red de canales primarios, secundarios y terciarios. Estos canales permane cen secos desde octubre a marzo, y con agua de una forma intermitente durante el resto de los meses dependiendo del calendario de riego. En este caso, la desembocadura de los canales de irrigación serían la fuente potencial de contaminación de sistemas acuáticos (RAMOS et al 2000), lo que hace pensar que éste sería el lugar donde se deberían calcular las PECsw y no dentro del canal de riego.
Conclusiones
De la caracterización realizada en este trabajo se deduce que:
1. La mayoría de los escenarios FOCUS SW se caracterizan por una pluviometría media anual entre 600 y 800 mm, lo que no representa la realidad climática de la mayor parte de España en la que las isoyetas se encuentran entre los 400 y 600 mm.
2. En los parámetros utilizados para la definición de los escenarios no se ha considerado el régimen pluviométrico ni la distribución de temperaturas, dos factores imprescindibles para conocer la diversidad climática dentro de un territorio.
3. Los criterios seguidos en la caracterización de los escenarios, hace que éstos no recojan las características de zonas españolas de importancia agrícola como: la meseta castellano-leonesa, parte de la meseta manchega y el NO de la península.
4. La selección de estaciones para asignar parámetros ambientales para el cálculo de PECSW mediante modelos determinísticos, no siguió un criterio científico, sino pragmático.
5. Las características ambientales de una única estación no son representativas de la totalidad del escenario. De forma que las estaciones del norte de Europa no explican la realidad climática del Sur del Europa.
6. Dentro de la región del clima mediterráneo las precipitaciones de las regiones circundantes al Mar mediterráneo y del interior de la península Ibérica siguen patrones distintos.
7. Los modelos de río y canal de riego creados por el grupo FOCUSsw para el cálculo de concentraciones esperables en agua superficial (PECsw), no tienen en cuenta el carácter regional que tiene el cultivo del olivo y de cítricos en España, principal productor de la Unión Europea.
8. Como consecuencia de todo lo anterior, las características de los cultivos españoles no están recogidas en los escenarios definidos por FOCUS SW
Consideraciones finales.
De acuerdo con el grupo FOCUS SW los escenarios definidos representan las condiciones ambientales favorables para el transporte de productos fitosanitarios y sus productos de degradación. Sin embargo, y como se ha puesto de manifiesto en este trabajo, se duda de la representatividad de estos escenario con respecto a, al menos, las principales zonas agrarias españolas, unas de las más productivas de Europa.
Así, atendiendo al Anuario Agrario de 2002 del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, España fue el principal productor de la Unión Europea de cítricos (54.3%), aceite y aceituna (57% y 56%, respectivamente). Además fue el segundo productor de tomate fresco (21.62%) y la tercero en producción de frutas no cítricos (34%), uva y vino (20.3% y 19%, respectivamente).
La falta de escenarios que representen las condiciones reales de cultivos de zonas agrarias europeas tan importantes, puede tener repercusiones negativas a la hora de no permitir la comercialización de productos fitosanitarios fundamentales para cultivos que crecen en regiones mediterráneas españolas, y viceversa, que se estén registrando productos que bajo las condiciones de clima mediterráneo podrían tener un riesgo ambiental potencial.
