Toxicidad de fungicidas con cobre para tratar la madera

Las nanopartículas de óxido de cobre y de carbonato de cobre tienen una amplia aplicación como biocidas conservantes de la madera en contacto con el suelo, por su capacidad de controlar el crecimiento de hongos de pudrición blanca y otros hongos del suelo. La instalación y el uso de estructuras tratadas puede conducir a la ingestión oral de estas partículas de cobre, que se ha constatado como tóxica en un estudio realizado en Paises Bajos.

La madera, y las variadas estructuras que con ella pueden construirse, deben protegerse contra la degradación inducida por hongos, bacterias e insectos, para prolongar su vida útil. El cobre es el fungicida más utilizado para tratar la madera en contacto con el suelo, sin ninguna alternativa satisfactoria disponible, ya que su actividad biocida muestra efectos significativos tanto contra insectos xilófagos, como contra los hongos de podredumbre blanca y otros hongos del suelo.

El cobre se utiliza para tratar la madera estructural que está en contacto directo con el suelo, con agua dulce, o con un grado de humedad permanente superior al 20% (Uso clase 4). Es un conservante fungicida y antimicrobiano al que se le conoce un efecto mínimo sobre los mamíferos, incluidos humanos, aunque presenta una toxicidad relativamente alta para las comunidades acuáticas.

La aplicación de óxido y carbonato de cobre en la madera se realiza mediante técnicas de impregnación de alta presión. El carbonato de cobre sólido (Cu2CO3 (OH) 2) debe micronizarse, mediante molienda, para generar tamaños de partículas capaces de penetrar en la madera durante el tratamiento a presión hasta los centímetros de profundidad requeridos. Las maderas tratadas con cobre micronizado presentan un bajo potencial de corrosión y una alta efectividad de protección contra la descomposición de los hongos. Sin embargo, las distribuciones de tamaño resultantes de las formulaciones de cobre micronizado contienen una fracción considerable de nanopartículas, que generan inquietud respecto a su seguridad.

Las nanopartículas (NP) de óxido de cobre (CuO) y las nanopartículas de carbonato de cobre (Cu2CO3 (OH) 2) pueden representar un peligro poco conocido por via de ingestión oral, mediante transferencia de mano a boca, durante la instalación o el uso de instalaciones de madera tratada. Asi lo explica un reciente estudio realizado en el Instituto Nacional de Salud Pública y Medioambiente de Paises Bajos, publicado en la revista Nanotoxicology.

El objetivo de este estudio es investigar la toxicidad de dos formulaciones con nanoparticulas de óxido y carbonato de cobre, utilizadas como biocidas para la protección de la madera. Para ello, se administraron de forma repetida por via oral  a roedores, durante 5 días consecutivos, antes de sacrificarlos a los 6-7 dias y en el dia 26, tras un período de recuperación.

Según las pruebas realizadas, una fracción de ambos tipos de nanopartículas de cobre sobreviven a la disolución en el pH ácido del estómago y alcanzan los intestinos, donde sufren una transformación en la que las nanopartículas liberan iones de cobre, de forma más rápida o en mayor cantidad en el caso del carbonato de cobre. Los autores sugieren que es relevante considerar tanto los posibles efectos toxicológicos de los iones Cu como los de las nanopartículas.

El estudio de la biodistribución de las nanoparticulas de óxido de cobre mostró un incremento detectable de contenido de cobre en el hígado, a dosis ingeridas más bajas de 512mg/kg peso corporal, mientras que a dosis mayores se detectó un incremento en los niveles de cobre en todos los órganos evaluados. 

Por otra parte, la exposición oral a nanopartículas de carbonato de cobre a una dosis de 128 mg/kg p.c. incrementó los niveles de cobre en todos los órganos investigados (hígado, pulmón, riñón, bazo, timo, ganglios linfáticos mesentéricos, testículos, cerebro), mientras que a una dosis de 64 mg/kg p.c. los niveles se incrementaron en el hígado, el riñon, el timo, los testículos y el cerebro.

En términos de toxicidad, la dosis de 512 mg / kg p.c. de las nanopartículas de óxido de cobre indujo alteraciones histopatológicas en el estómago, el hígado y la médula ósea. Las alteraciones en el hígado fueron acompañadas por un aumento de las enzimas hepáticas (ALT, AST) y de los glóbulos blancos en la sangre.

Curiosamente, las nanopartículas de Cu2CO3 (OH) 2 mostraron mayor toxicidad que las de CuO, en comparación con la dosis en mg / kg p.c. Después de 5 dias de dosis repetidas con 128 mg / kg de peso corporal, los animales mostraron signos evidentes de toxicidad, pérdida severa de peso corporal y en los órganos,   y tanto la hematología como la química clínica indicaron efectos tóxicos a las dosis de 64 y 128 mg / kg p.c. 

Los resultados mostraron también que el sistema inmunológico puede verse gravemente afectado por los iones de cobre liberados por los nanomateriales que contienen cobre, como lo indica el grave agotamiento de las células linfoides en el bazo y el timo. El efecto negativo sobre el sistema inmunitario se ha podido comprobar también en el caso de las nanopartículas de plata.

En conclusión, según los autores, estos datos pueden ser útiles para obtener una ingesta diaria aceptable para estos conservantes de la madera, que luego se podrían usar para una evaluación de riesgos que incluya escenarios de exposición oral.

Fuente: Toxicity of copper oxide and basic copper carbonate nanoparticles after short-term oral exposure in rats, Nanotoxicology