Diseño, desarrollo y evaluación de una formulación de microcápsulas del piretroide cipermetrina

Resumen

El objetivo general de la tesis es diseñar y desarrollar un procedimiento que permita la obtención de microcápsulas de poliurea cargadas con el insecticida cipermetrina que resulten eficaces para el control de insectos. Esta formulación de microcápsulas sería de utilidad para la desinsectación de animales de granja y animales domésticos, y también para el control de plagas en agricultura, principales usos de la cipermetrina en la actualidad. La formulación desarrollada en esta tesis presenta como principal ventaja su menor toxicidad, manteniendo la misma eficacia. El trabajo experimental se divide en cuatro apartados. 1. Desarrollo de procedimientos analíticos para la cuantificación del principio activo. Se desarrolla un procedimiento por HPLC que resulta válido para cuantificar al cipermetrina total y la relación de isómeros cis y trans en muestras de microcápsulas como tal formulación final, o como contaminantes de agua o vegetales. 2. Diseño y desarrollo del procedimiento de microencapsulación, definición de variables críticas, y caracterización de las microcápsulas obtenidas. Las microcápsulas se elaboran mediante la técnica de polimerización interfacial, partiendo de la formación de una emulsión estable en la que se incorpora toluen 2,4 diisocianato en la fase oleosa interna y dietilentriamina en la fase acuosa externa, reaccionando ambos monómeros en la interfaz formando poliurea. Se obtienen microcápsulas con un tamaño medio de 55micras, lo suficientemente pequeñas para que los mamíferos no las rompan con la masticación y que se puedan incorporar a formulaciones aplicadas por atomización con equipos convencionales, pero suficientemente grandes como para no ser arrastradas por el viento durante su aplicación ni queden en suspensión en el aire, reduciéndose así el riesgo de toxicidad por inhalación y de contaminación de alimentos y aguas. El HLB del emulgente y su concentración, y la velocidad de agitación tienen una influencia significativa en el tamaño de las microcápsulas. Las microcápsulas desarrolladas contienen de 8 a 13,5 mg de cipermetrina en100mg. Al aumentar la cantidad inicial de cipermetrina utilizada en el proceso de microencapsulación aumenta el porcentaje de principio activo en las microcápsulas, aunque disminuye la eficacia de encapsulación y el rendimiento del proceso. 3. Estudios de estabilidad del insecticida libre y microencapsulado. La cipermetrina es una molécula fotoestable. Sin embargo se degrada en ambientes de alta humedad relativa; y los isómeros cis se transforman en trans, menos activos, cuando se encuentra en un ambiente oxidante. Tanto la hidrólisis como la transformación de isómeros se evitan de manera eficaz mediante la microencapsulación. 4. Evaluación de la toxicidad y de la eficacia. La cipermetrina no se cede por difusión cuando las microcápsulas están en contacto con un medio acuoso, con un medio oleosos o con un buen disolvente del principio activo. Este hecho junto con la elevada resistencia a agentes externos de la poliurea, componente de la cubierta, hacen prever que las microcáspulas desarrolladas no originarán toxicidad debido a su contacto o ingesta accidental. Las microcápsulas de poliurea sin cipermetrina no son tóxicas para los insectos. Sin embargo, las microcápsulas de cipermetrina resultan eficaces frente a insectos, que las rompen con sus mandíbulas e ingieren su contenido. Sobre larvas de Spodoptera exigua las microcápsulas mostraron una eficacia ligeramente inferior a la de la cipermetrina sin microencapsular, aunque son necesarios amplios estudios de campo para corroborar este dato, y en especial sobre insectos con comportamiento gregario en los que, al quedar adheridas las microcápsulas a su exoesqueleto, probablemente la eficacia sea mayor.