El desarrollo de la agricultura no sería lo mismo sin el uso de fertilizantes. Hace más de un siglo se produjo la primera síntesis industrial por la que se obtuvieron los fertilizantes nitrogenados que siguen utilizándose en la actualidad. Actualmente, el uso de fertilizantes es clave para la producción agrícola, alimentaria, de fibras, e incluso de energías renovables.
En la industria de fertilizantes se transforman las materias primas en tres tipos de fertilizantes con base en su componente principal: nitrógeno, fósforo y potasio. Para obtenerlos se requieren procesos químicos controlados, de los cuales te contaremos hoy en el blog de Pochteca.
Fertilizantes fosforados
Los fertilizantes fosforados se obtienen de rocas fosfáticas mediante un tratamiento con ácido sulfúrico para degradarlas. Dichas rocas son ricas en fósforo que suelen obtenerse de minas de apatita, las cuales son muy poco solubles en agua, por lo que se someten a procesos de purificación y concentración para la elaboración de fertilizantes como el superfosfato triple o TSP.
Ahora bien, el ácido sulfúrico utilizado para la extracción del mineral permite obtener un mayor grado de pureza de roca fosfórica, así como para producir ácido fosfórico. A partir de estos compuestos, y añadiendo agua amoniacal concentrada, se pueden fabricar otros fertilizantes fosforados, como el fosfato diamónico y el fosfato monoamónico.
En general, la deficiencia de fósforo en los cultivos provoca que las hojas maduras adquieran un color púrpura, el crecimiento del tallo puede inhibirse, las hojas se tornan oscuras y apagadas, daño a los órganos reproductivos, la iniciación floral y germinación de semillas.
Para evitar estos efectos se recomiendan los fertilizantes fosfóricos, que promueven el desarrollo radicular, la floración y formación de semillas al garantizar que los nutrientes lleguen a las raíces de los cultivos.
Fertilizantes nitrogenados
Son muy pocos los cultivos que pueden fijar el nitrógeno atmosférico, por lo que lo necesitan en una forma más asimilable. El nitrógeno atmosférico es fijado por algunos organismos vivos como las bacterias; este nitrógeno se transforma en amoniaco y es liberado al suelo. Posteriormente, cuando los organismos vivos mueren, las bacterias amonificantes o descomponedoras, transforman los compuestos orgánicos y liberan nitrógeno atmosférico al sueño en un proceso llamado nitrificación.
La nitrificación se realiza por dos tipos de bacterias: Nitrobacter y nitrosomnas. Estas últimas viven en las leguminosas y oxidan al amoniaco transformándolo en nitrito, mientras que el Nitrobacter oxida el nitrito a nitrato, de modo que las plantas lo absorben del suelo.
Los fertilizantes nitrogenados son el grupo más importante y con más procesos de producción. La materia prima principal es el nitrógeno del aire y el hidrógeno de gas natural metano. Al mezclar esos componentes a alta temperatura y presión se obtiene amoniaco como producto intermedio que debe oxidarse para producir ácido nítrico. A su vez, este ácido da lugar a los fertilizantes minerales de nitrato de amonio, a los mezclados con CO2 y urea, y a los mezclados con nitrato de amonio, agua y urea.
Los fertilizantes nitrogenados pueden ser orgánicos e inorgánicos; naturales o sintéticos. Por ejemplo, dentro de los naturales se encuentra el estiércol, compostas, abonos verdes, desechos agroindustriales, aguas negras, entre otros. Por su parte, dentro de los fertilizantes nitrogenados químicos se encuentran:
- Urea. Es el fertilizante nitrogenado más conocido. Es sólido, se obtiene por la síntesis de amoniaco, tiene el 46% de nitrógeno, es higroscópico y suele comercializarse en gránulos.
- Sulfato de amonio. Fue el primer fertilizante nitrogenado producido en México. Contiene 21% de nitrógeno, es compatible para mezclarse con otros fertilizantes. Contiene azufre, por lo que se puede usar en suelos con deficiencias de ese mineral.
- Nitrato de amonio. Son fertilizantes con una concentración de nitrógeno del 33.5%, se obtienen a partir de la oxidación de amoniaco. Son muy reactivos por lo que deben manejarse con cuidado.
Fertilizantes potásicos
Los fertilizantes a base de potasio se obtienen de la roca potásica, una amalgama de sales de potasio y carbonato de potasio. La fabricación de estos fertilizantes comienza con la concentración de potasa y un tratamiento para obtener cloruro de potasio, una solución que produce muriato de potasio, nitrato de potasio si se combina con ácido nítrico y sulfato de potasio cuando se mezcla con ácido sulfúrico.
El potasio es un elemento esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas ya que participa en diversos procesos bioquímicos y metabólicos relacionados con la calidad de los cultivos. Además, los fertilizantes de potasio aumentan la resistencia a las plagas.
Retos en la industria de agroquímicos
La fabricación de fertilizantes requiere procesos complejos para obtener las materias primas de la más alta calidad.
Los fabricantes de fertilizantes tienen ante sí un reto para mejorar el rendimiento de sus productos para hacerlos más seguros, respetuosos con el medio ambiente y eficaces en el crecimiento y desarrollo de los cultivos.
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