Producción de fertilizantes

La fertilizaci√≥n de los suelos empez√≥ a llevarse a cabo cuando los agricultores primitivos se dieron cuenta de que determinados suelos, que eran f√©rtiles, dejaban de producir rendimientos aceptables si se cultivaban de forma continua, y que al a√Īadir esti√©rcol o residuos vegetales la fertilidad se manten√≠a ininterrumpidamente.

El importante crecimiento de la poblaci√≥n mundial en los dos √ļltimos siglos, pasando de 1.000 millones a inicios del siglo XIX a 7.400 millones en la actualidad, exige a la agricultura un aumento de la producci√≥n. Al no ser posible incrementar en gran medida las superficies cultivadas, la √ļnica opci√≥n que permite aumentar la producci√≥n agr√≠cola pasa por aportar a los suelos los nutrientes que los cultivos consumen. La utilizaci√≥n, racional, de los fertilizantes, es esencial para mantener la calidad y rendimiento de las cosechas, a la vez que es plenamente respetuosa con el medio ambiente.

La utilización de fertilizantes minerales es una forma eficiente de satisfacer las elevadas demandas a nivel mundial de nutrientes requeridos por los suelos. Estos fertilizantes han demostrado en ensayos de larga duración que permiten obtener elevados rendimientos de los cultivos a la vez que los productos obtenidos son de mayor calidad.

La producci√≥n convencional de fertilizantes minerales se basa en el uso de gas natural, fosfato roca, potasa y azufre entre otras materias primas, el precio de las cuales se ha encarecido considerablemente en los √ļltimos diez a√Īos. Adem√°s, teniendo en cuenta que son recursos limitados y cada vez m√°s escasos, la tendencia de su coste es alcista. Esto ha llevado a que el precio de los fertilizantes minerales est√© experimentando un incremento importante y sostenido, el cual no parece tener fin.

precio sulfato de amonio

En la gr√°fica se observa la evoluci√≥n del precio del nitrato de amonio entre 1960 y 2012, el cual ha experimentado una subida extraordinaria a partir del a√Īo 2002. La evoluci√≥n del precio del nitrato de amonio es representativa del conjunto de fertilizantes minerales. Actualmente, el precio de un fertilizante se haya entre 100 y 600 ‚ā¨/Tm en funci√≥n de su composici√≥n.

No obstante, para alcanzar una mayor sostenibilidad, ante la s√≠ntesis de fertilizantes a partir de residuos f√≥siles, una alternativa respetuosa con el medio ambiente y rentable econ√≥micamente es posible: la transformaci√≥n en fertilizantes de subproductos o de residuos industriales valorizables, particularmente atractivo resulta la valorizaci√≥n en fertilizantes de la fracci√≥n s√≥lida y liquida de los biodigestores (se conocen con el t√©rmino de digestatos) que tratan esti√©rcol de aves y purines de porcino y vacuno. El precio actual de los fertilizantes, y a√ļn m√°s el coste futuro, hace posible que la inversi√≥n en procesos de revalorizaci√≥n en los que el producto final sea un fertilizante de alto valor a√Īadido tenga plazos de retorno atractivos.

Los procesos de valorizaci√≥n que t√≠picamente acaban dando como resultado un producto con posibilidad de utilizarse como fertilizante se circunscriben en el √°mbito de la transformaci√≥n del digestato, obtenido en el proceso de digesti√≥n anaerobia de residuos org√°nicos, en un producto con unos niveles de nitr√≥geno, f√≥sforo y potasio que lo hacen apto para su uso en agricultura. El digestato es rico en materia org√°nica carbonosa soluble, nitr√≥geno, f√≥sforo y potasio, aunque con unas concentraciones relativas bajas (menos del 0,5 %) por lo que su distribuci√≥n hasta el punto de aplicaci√≥n y su aplicaci√≥n al suelo puede resultar muy costosa. Para ajustar los niveles de estos nutrientes a las concentraciones comerciales es necesario efectuar un proceso de concentraci√≥n por evaporaci√≥n de agua por lo que ser√° necesario el uso de energ√≠a t√©rmica de muy bajo coste para que el proceso sea rentable. Esta energ√≠a est√° disponible en los procesos de ‚Äúwaste to energy‚ÄĚ mediante el aprovechamiento del biog√°s producido en los digestores con o sin motores de cogeneraci√≥n, por lo tanto es pr√°cticamente gratuita al disponer de agua caliente (aprox. 90 ¬ļC), esta energ√≠a utilizada en evaporadores al vac√≠o de m√ļltiple efecto permite alcanzar concentraciones de nutrientes de cerca el 35% en MS. Este producto que se ha obtenido por concentraci√≥n permite ser envasado para ser comercializado o vendido a granel, permitiendo obtener buenos ingresos a la explotaci√≥n ganadera que dispone de esta tecnolog√≠a. Una de las ventajas a√Īadidas de la obtenci√≥n de fertilizantes concentrados a partir de la fracci√≥n liquida del digestato de deyecciones ganaderas es que se trata de un producto ‚Äúecol√≥gico y natural‚ÄĚ al que se ha eliminado, gracias al largo periodo de retenci√≥n en el biodigestor, los microorganismos pat√≥genos, antibi√≥ticos y hormonas.

No obstante, teniendo en cuenta que los elementos esenciales que los cultivos necesitan son nitr√≥geno, preferentemente en forma de nitrato y parcialmente en forma de amonio, f√≥sforo, potasio, calcio, magnesio y azufre, seguidos de una serie de micronutrientes (hierro, manganeso, zinc, cobre, molibdeno, boro, etc.), el carbono soluble, en forma de compuestos de sustancias h√ļmicas (√°cido h√ļmico y √°cido f√ļlvico) juegan un papel fundamental en la absorci√≥n y transformaci√≥n de los nutrientes por parte de la materia vegetal. Uno de los aspectos que m√°s preocupa al agricultor es la posible presencia de microorganismos pat√≥genos, t√≠picos en la materia fecal, si bien los largos tiempos de permanencia en el digestor pueden eliminarlos, la re-contaminaci√≥n indirecta de la fracci√≥n liquida puede llegar a ser un problema, la tecnolog√≠a aplicada en los procesos de concentraci√≥n que incluye por un lado la utilizaci√≥n de membranas de ultrafiltraci√≥n (elimina todo tipo de pat√≥genos, bacterias, virus e incluso pir√≥genos) adem√°s el proceso de concentraci√≥n con los evaporadores genera un choque t√©rmico que esteriliza el producto fertilizante obtenido.

El proceso de recuperación de los nutrientes minerales depende fundamentalmente de la composición del subproducto industrial de partida. De forma general, se basa en el uso de una serie de procesos y técnicas que permiten la separación de los principales compuestos que interesan (nitrato de amonio, superfosfato -Ca(H2PO4)2 -, fosfato amónico, cloruro potásico, sulfato potásico, sulfato de calcio, cloruro de calcio, sulfato de magnesio, carbonato de calcio, etc.), seguidos de etapas de evaporación al vacío y cristalización, que consiguen la obtención de los compuestos en estado sólido y con elevada pureza.

De esta manera se pueden producir fertilizantes de alto valor a√Īadido (equilibrados en cuanto a su composici√≥n, de liberaci√≥n lenta, de composici√≥n definida, espec√≠ficos para cada aplicaci√≥n, etc.) mediante un proceso que es completamente sostenible desde el punto de vista ambiental y rentable a nivel econ√≥mico, el precio del producto fertilizante ecol√≥gico concentrado obtenido (aproximadamente al 35% MS) puede tener un valor en el mercado entre 250-350 ‚ā¨/Tm, el coste de concentraci√≥n aprovechando la energ√≠a t√©rmica disponible (energ√≠a el√©ctrica, consumibles, etc.) m√°s los costes operativos son del orden del 30% del valor de mercado del producto obtenido, por tanto con el beneficio obtenido por dicha comercializaci√≥n permite una amortizaci√≥n de equipos muy r√°pida, por lo general inferior a dos a√Īos.

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