Elección del fumigante






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Universidad Nacional de Tucumán

FACULTAD DE AGRONOMÍA Y ZOOTECNIA

Cátedra de Terapéutica Vegetal







C0NSIDERACIONES GENERALES SOBRE FUMIGANTES

Año 2008


Fumigante - Definición
Sustancia química que a temperatura y presión determinadas, puede existir en estado gaseoso en concentración suficiente, la cual resulta letal para la plaga a controlar. Esto implica que el fumigante actúa como gas, difundiéndose en forma de moléculas aisladas, lo cual le permite penetrar en el material a fumigar y difundirse luego por él.

Este concepto excluye a los aerosoles, que consisten en suspensiones de macropartículas de líquidos o sólidos dispersados en el aire a concentraciones letales, sin necesidad de confinar el ambiente, es decir que se aplican en espacios abiertos, siendo incapaces de penetrar en los materiales a tratar, porque las macropartículas que lo constituyen se depositan en la superficie externa de éstos.

Existen diferentes tratamientos químicos que pueden ser usados para el efectivo control de plagas que afectan productos almacenados, siendo el más efectivo e inocuo, el tratamiento con gases fumigantes.

Los gases fumigantes, son los únicos capaces de penetrar y eliminar todos los estadios de desarrollo de una plaga, de una manera eficaz, sin dejar residuos tóxicos que puedan ser objetables, ni modificar las propiedades organolépticas de los productos fumigados.

Elección del fumigante
Algunos compuestos químicos que cumplen con los requisitos para ser incluidos como fumigantes, son excluidos en la práctica debido a que presentan propiedades desfavorables, principalmente inestabilidad química y/o efectos destructores sobre los materiales. Al respecto, compuestos excesivamente corrosivos atacan los recipientes en los cuales se encuentran envasados, o dañan la estructura de los espacios que se fumigan.

Otro daño ocasionado por las sustancias químicas reactivas, es que forman compuestos irreversibles que quedan como residuos indeseables en los productos que se fumigan, como así también compuestos fisiológicamente activos pueden dañar plantas en crecimiento, frutas u hortalizas, o afectar el poder germinativo de las semillas.

Evaporación de los fumigantes
Punto de ebullición
Por lo general, éste aumenta a medida que aumenta el peso molecular de los diferentes compuestos químicos. Esta relación se cumple para los fumigantes de uso más común como cloropicrina, tetracloruro de carbono, entre otros, excepto para el bromuro de metilo. Esta propiedad es importante, porque determina la velocidad de evaporación de los fumigantes frente a condiciones ambientales óptimas para la práctica de fumigación.

Desde el punto de vista físico, los fumigantes se dividen en dos grupos, teniendo en cuenta la temperatura a la que volatilizan. Uno de ellos lo constituyen los fumigantes de punto de ebullición bajo, que evaporan a temperatura inferior a la ambiente (20 - 25ºC), éstos pueden denominarse fumigantes de tipo gaseoso; éstos productos se mantienen en latas adecuadas para resistir la presión ejercida por el gas a la máxima temperatura ambiente.

El otro grupo comprende a los fumigantes de punto de ebullición elevados, que evaporan a temperatura superior a la ambiente (20 - 25ºC); éstos pueden denominarse fumigantes de tipo líquido o de tipo sólido. Esta característica le confiere a los fumigantes de este grupo, la posibilidad de distribuirlos a mano, sin riesgos para el operario.

En el término general fumigantes de tipo sólido, se incluyen compuestos que no son fumigantes por sí mismos, pero que reaccionan formando fumigantes después de aplicados, siendo ejemplo de ello el fosfuro de aluminio.
Concentraciones máximas
El peso máximo de una sustancia química que puede existir en forma gaseosa en un espacio determinado, depende del peso molecular de la sustancia. Esto indica que es imposible tratar de volatilizar en una cámara vacía más fumigante del que puede existir en forma de vapor.

Fumigantes con punto de ebullición bajo, pueden desprenderse en grandes cantidades al ser comparados con fumigantes de punto de ebullición alto.

La sorción del fumigante por el material tratado permite volatilizar mayores cantidades del producto, debido a que disminuye su concentración a medida que aumenta la sorción.

Calor latente de vaporización
La temperatura de un líquido que se evapora disminuye constantemente, debido al descenso de energía ocasionado por el escape de las moléculas; o sea que la evaporación se produce a expensas de la energía térmica total del líquido.

El número de calorías perdidas en la formación de un gramo de vapor se denomina calor latente de vaporización del líquido. Los fumigantes presentan diferentes valores de calor latente de vaporización.

Este concepto es de gran importancia práctica; así los fumigantes de alta presión (por ej. bromuro de metilo) al dejarlos en libertad en la atmósfera, se volatilizan rápidamente y si no se les devuelve el calor perdido, la temperatura del fumigante puede descender por debajo del punto de ebullición y como consecuencia deja de desprenderse gas.

Durante la fumigación, el líquido que se transforma en gas circula por tubos, y el descenso de temperatura puede congelar al fumigante en las conducciones presentando inconvenientes por obstrucciones. Para evitar estos inconvenientes, se debe aplicar calor al fumigante a medida que difunde del recipiente al espacio de fumigación.

Difusión y penetración
Los fumigantes tienen capacidad para difundir en forma de moléculas gaseosas y alcanzar el objeto a controlar. La rapidez con que se realiza esta difusión responde a la ley de Graham, la cual establece que la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad; por otro lado, la densidad de los gases es proporcional a sus pesos moleculares. Pero este movimiento de los gases es alterado al tomar contacto con la superficie interna del local o dentro del material almacenado en éste, siendo una de las causas el proceso de sorción.

Al efectuar un tratamiento con fumigantes, la concentración del gas es mayor en el lugar donde se produce la liberación del mismo, determinando concentraciones diferentes en el espacio lo cual permite que el gas difunda desde lugares de mayor a menor concentración. El gas depositado en un espacio cerrado se mueve en forma de masas de gas; este movimiento se produce en todas direcciones buscando igualar las concentraciones.

La capacidad de difusión de un gas depende del tipo de gas, diferencias de concentraciones, espacio disponible, presencia de otros gases, temperatura, entre otros. Al inicio de la fumigación, la difusión tiene valores altos mientras que a medida que la diferencia entre los gases existentes en el interior de la cámara es menor, la difusión se torna leve.

La difusión es rápida en condiciones similares al vacío, con altas temperaturas y espacio sin obstáculos, lo que permite el movimiento activo de las moléculas del gas.

La densidad del fumigante con el cual se realiza el tratamiento en lugares confinados sin la presencia de recirculadores, ocasiona la estratificación del gas, ubicándose en sectores superiores de la cámara cuando su densidad es baja y viceversa.

Para homogenizar la distribución del gas fumigante en la cámara, es necesario el empleo de equipos recirculadores (ventiladores) que movilicen al gas.

La penetración es la capacidad del gas de introducirse en un espacio. En este caso sería el pasaje o introducción del gas en el producto tratado. La velocidad de penetración es afectada por el espacio existente entre las partículas del producto fumigado.

El bromuro de metilo tiene un gran poder de penetración por lo que el tiempo de exposición requerido es corto comparado con otros fumigantes.

Peso específico y distribución

Si se introduce un gas más pesado que el aire en una cámara llena de aire y no se agita mediante ventiladores u otro medio, dicho gas precipita en el fondo produciéndose estratificación. Para lograr una correcta fumigación, no se debe producir dicha sedimentación, lo cual se logra distribuyendo uniformemente el gas desde el comienzo del tratamiento, ya sea por medio de múltiples bocas de entrada del gas, o por la utilización de ventiladores, los cuales pueden trabajar libremente en la cámara que se fumiga o a través de sistemas de conductos o tubos para su circulación.

Sorción

En las relaciones entre gases y sólidos, el término sorción indica la retención de las moléculas del gas por todo material sólido presente en el sistema, las cuales no pueden difundirse libremente, resultando una disminución de la concentración del fumigante, hecho que se debe tener en cuenta en su dosificación.

El término sorción abarca los fenómenos de adsorción y absorción, los cuales son reversibles debido a que las fuerzas que intervienen en ellos son débiles.

Se produce adsorción cuando las moléculas de un gas permanecen adheridas a la superficie de un material. Esta adsorción ocurre no solamente en la superficie externa de los materiales, también sucede en la superficie interna de éstos cuando se trata de cuerpos porosos. Diferenciándose de este fenómeno, la absorción se produce cuando el gas penetra en la fase sólida o líquida del material y es retenido por las fuerzas capilares.

Los fumigantes con punto de ebullición alto son sorbidos con mayor intensidad que aquellos que presentan alta volatilidad (punto de ebullición bajo).

La sorción varía inversamente con la temperatura, siendo mayor a temperaturas inferiores. Esto tiene importancia práctica, siendo una de las razones por las cuales debe incrementarse progresivamente las dosis, a medida que la temperatura de fumigación disminuye.

Otro factor que influye sobre la sorción, es la humedad del producto que se fumiga; esto debe considerarse cuando se trata de fumigantes solubles en agua, puesto que a mayor humedad, más fumigante es sorbido.
Factores que afectan el nivel de sorción


Factor

Principio

Tipo de fumigante

La sorción aumenta con el punto de ebullición.

Producto a fumigar

La sorción aumenta cuando el producto es rico en proteínas y grasas.

Humedad contenida en el producto

La sorción aumenta en igual proporción con el aumento en la cantidad de agua del producto.

Temperatura

La adsorción aumenta a bajas temperaturas y la absorción aumenta a altas temperaturas.

Concentración del gas

La sorción aumenta con altas concentraciones del gas fumigante.

Tiempo de exposición

La sorción aumenta con largos tiempos de exposición.

Presencia de otros gases

La sorción disminuye con la presencia de otros gases.



Desorción
Al ventilar un sistema que fue fumigado, para eliminar el fumigante del espacio y del material tratado, éste difunde lentamente. Este proceso se denomina desorción y es inverso al fenómeno de sorción.

Debido al efecto inverso de la temperatura, la desorción se produce más lentamente cuando el material está frío, por lo que la desaparición del fumigante residual se puede acelerar calentando el espacio y los productos en él contenidos; contribuye también a su eliminación el empleo de ventiladores. Sin embargo, una cantidad muy pequeña de fumigante no es desorbida, porque reacciona químicamente con el material.
Reacción química
Cuando reacciona químicamente el fumigante con el material a tratar, se forman nuevos compuestos. Cuando esta reacción es irreversible, se forman residuos permanentes, como ser la formación de bromuros inorgánicos luego de tratar ciertos alimentos con bromuro de metilo.

La intensidad de esta reacción varía directamente con la temperatura, observándose residuos de bromuros proporcionalmente menores cuando la temperatura de fumigación baja de 25º hasta 4ºC, y viceversa.
Toxicidad de los fumigantes para los insectos
Los fumigantes penetran en los insectos principalmente por el aparato respiratorio; para que ello ocurra y su posterior envenenamiento, tiene influencia el ritmo respiratorio del insecto.
Efecto de la temperatura
El rango de temperatura comprendido entre 10º y 35ºC representa a las temperaturas de fumigación normales, dentro del cual la concentración de un fumigante disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esto se debe al incremento del ritmo respiratorio y a la disminución de la sorción del fumigante por el material que contiene los insectos, dejando disponible más fumigante para ejercer su actividad biocida. Por ello, dentro de los límites mencionados, las condiciones para una fumigación eficiente mejoran a medida que aumenta la temperatura.

Los resultados de la fumigación son influenciados no solo por la temperatura durante el tratamiento, sino también por la temperatura a que los insectos permanezcan antes y después del mismo. Con respecto a la temperatura de prefumigación, cuando los insectos se encuentran en un medio ambiente frío, su ritmo metabólico es bajo. Si se incrementa la temperatura del material y se fumiga inmediatamente, su actividad fisológica puede verse afectada y la absorción de veneno puede no ser tan grande como si hubiesen permanecido a la temperatura de fumigación durante largo tiempo antes del tratamiento; en este caso, la dosis y el período de exposición deberá ser el recomendado para la temperatura a que los insectos permanecieron durante los dos o tres días precedentes al tratamiento.

En lo referente a temperatura de posfumigación, éstas influyen en la mortalidad de los insectos, como así también en el proceso de desorción.

Efecto de la humedad
No se puede generalizar acerca de la influencia de la humedad atmosférica sobre la sensibilidad de los insectos a los fumigantes. En tal sentido se observaron variaciones en la reacción ante este factor, no solo entre distintas especies sometidas a una serie de fumigantes, sino también entre fases de una misma especie expuestas a un único fumigante.
Efecto del dióxido de carbono
La adición de dióxido de carbono a algunos fumigantes puede incrementar o acelerar el efecto tóxico del gas; ello se debe a que este compuesto en concentraciones determinadas puede estimular en los insectos los movimientos respiratorios y la apertura de los estigmas. Para cada fumigante existe una cantidad óptima de dióxido de carbono para proporcionar los mejores resultados. Cantidades excesivas de dióxido de carbono tienden a disminuir la actividad de los insectos, y por lo tanto a alterar la acción de los fumigantes.

En el caso de fumigantes inflamables, la adición de dióxido de carbono resulta ventajosa al reducir el riesgo de incendio o de explosión y al aumentar la sensibilidad de los insectos.
Toxicidad relativa de los fumigantes
Aparte de la influencia del medio ambiente, existe una gran variación en la sensibilidad de las diferentes especies de insectos a los diferentes fumigantes. Los tratamientos recomendados se refieren a insectos determinados o a sus fases, o en algunos casos a grupos de insectos claramente definidos.
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