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Tecnología de los Fertilizantes - Facultad de Agronomía

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<strong>Tecnología</strong> <strong>de</strong> <strong>los</strong> <strong>Fertilizantes</strong><br />

Docentes: Omar Casanova, Mónica M nica Barbazan, Barbazan,<br />

Patricia Barreto<br />

Curso <strong>de</strong> Fertilidad <strong>de</strong> sue<strong>los</strong> y su manejo 2012<br />

<strong>Facultad</strong> <strong>de</strong> <strong>Agronomía</strong> Agronom a – Universidad <strong>de</strong> la República Rep blica<br />

Uruguay


Bibliografía Bibliograf<br />

<strong>Fertilizantes</strong>. <strong>Fertilizantes</strong>.<br />

2002. Casanova y Barbazán. Barbaz . Tomo<br />

<strong>de</strong>l curso. curso.<br />

Código digo 581.<br />

Fertilizer technology and use. 1985. 3ª 3 edition.<br />

O.P. Engelstad- Engelstad Editor. Soil Science Society of<br />

America, Inc.


Evolución Evoluci <strong>de</strong> <strong>los</strong> fertilizantes en el<br />

mundo<br />

Des<strong>de</strong> <strong>los</strong> comienzos <strong>de</strong> la civilización: civilizaci : estiércol esti rcol, , orina, orina,<br />

cenizas, cenizas,<br />

huesos. huesos.<br />

Abonos ver<strong>de</strong>s y leguminosas.<br />

leguminosas<br />

Siglo XIX: se <strong>de</strong>muestra que las plantas absorben nutrientes. nutrientes.<br />

Comienza el comercio <strong>de</strong> salitre <strong>de</strong> Chile (NaNO 3) ) y guano<br />

(excremento<br />

excremento <strong>de</strong> aves marinas).<br />

1914: Fritz Haber y Carl Bosch <strong>de</strong>sarrollan un método m todo <strong>de</strong><br />

sintetizar amonio: industria <strong>de</strong> exp<strong>los</strong>ivos<br />

1921: Se produce Urea a partir <strong>de</strong>l amoníaco amon aco (Alemania)<br />

<strong>Fertilizantes</strong>: rol fundamental en la producción producci n <strong>de</strong> alimentos<br />

Costo <strong>de</strong> producción producci n fuertemente ligado al costo <strong>de</strong> materias<br />

primas y la energía energ a (extracción (extracci n y/o síntesis, s ntesis, logística) log stica)


Antes MO<br />

y P<br />

Luego MO<br />

y consumo<br />

N<br />

Evolución Evoluci <strong>de</strong>l uso <strong>de</strong> fertilizantes en<br />

Uruguay<br />

Al principio guano, salitre <strong>de</strong> Chile, Fosfatos Thomas<br />

(Escorias Escorias básicas sicas <strong>de</strong> la industria <strong>de</strong>l acero) acero<br />

Posteriormente se importaba mezclas <strong>de</strong> fertilizantes<br />

como 15-15 15 15-15, 15, 4-12 4 12-4 4 <strong>de</strong> Quimur, Quimur,<br />

fosfato <strong>de</strong> amonio.<br />

Después Despu s (década (d cada <strong>de</strong>l 60) aparecieron el super e hiper. hiper.<br />

Se realizaba la mezcla 15-15 15 15-15 15 <strong>de</strong> producción producci n<br />

nacional.<br />

También Tambi n se hacían hac an mezclas a base <strong>de</strong> fosfato <strong>de</strong><br />

amonio y urea. Surge el super triple.<br />

Mezclas con N: 28-28 28 28-0<br />

Fosforitas parcialmente aciduladas<br />

Fosfato <strong>de</strong> amonio y fosfato monoamónico, monoam nico, urea,<br />

Nitrato <strong>de</strong> amonio.<br />

Prod. especiales: especiales:<br />

matriz fertilizantes + otros<br />

componentes (arcilla arcilla, , estimulantes <strong>de</strong> crecimiento).<br />

crecimiento).<br />

Quelatos


Evolución Evoluci n <strong>de</strong>l consumo Mundial <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong><br />

1,000 nutrients tons<br />

14,000<br />

12,000<br />

10,000<br />

8,000<br />

6,000<br />

4,000<br />

2,000<br />

0<br />

Nitrogen (N)<br />

Phosphate (P2O5)<br />

Potash (K2O)<br />

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010<br />

Years<br />

Fuente: http://www.ers.usda.gov/data/fertilizeruse/


Volúmenes Vol menes importados <strong>de</strong> materias primas<br />

( NPK ) <strong>de</strong> fertilizantes en Uruguay<br />

Fuente: Modificado Bordoli, 2005


Importación Importaci n <strong>de</strong> fertilizantes<br />

FUENTE: Depto. <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong> (DGRNR-MGAP).


Principales <strong>Fertilizantes</strong> importados en Uruguay<br />

Fuente: Modificado Bordoli, 2005


Consumo <strong>de</strong> fertilizantes (kg ha -1 ) 2009<br />

kg ha -1<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

Mundo<br />

Brasil<br />

Rusia<br />

BRIC<br />

India<br />

China<br />

Argentina<br />

EEUU<br />

Uruguay<br />

Alemania<br />

Holanda<br />

Fuente: http://data.worldbank.org/indicator/AG.CON.FERT.ZS/countries


Fuente: FAO 2010


Mapa <strong>de</strong> flujo <strong>de</strong>l comercio <strong>de</strong> fertilizantes 2009<br />

Fuente: ICIS-IFA, http://www.fertilizer.org/


Marco Regulatorio <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong> en Uruguay<br />

La legislación legislaci n Nacional relacionada con el uso <strong>de</strong><br />

fertilizantes esta plasmada en la Ley Nº 13663<br />

El MGAP es la autoridad <strong>de</strong> aplicación aplicaci n <strong>de</strong> estas<br />

normativas y esta encargado <strong>de</strong> la regulación regulaci n y<br />

fiscalización fiscalizaci n <strong>de</strong> la comercialización comercializaci n <strong>de</strong> fertilizantes y<br />

enmiendas.<br />

Todos <strong>los</strong> productos elaborados, importados y/o<br />

fraccionados en Uruguay <strong>de</strong>ben ser registrados en MGAP<br />

y <strong>de</strong>ben cumplir con la legislación legislaci n vigente


Marco Tributario <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong> en Uruguay<br />

El tratamiento tributario <strong>de</strong> <strong>los</strong> fertilizantes es es<br />

favorable favorable a su utilización utilizaci<br />

Elaboración Elaboraci n y Materias primas: EXENTAS <strong>de</strong> IVA<br />

Exportaciones: EXONERADAS o <strong>de</strong>volución <strong>de</strong>voluci n <strong>de</strong><br />

impuestos<br />

Ventas <strong>de</strong> fertilizantes al productor: NO están est n<br />

gravadas por IVA<br />

Fuente: ANUARIO OPYPA, 2008


Terminología Terminolog a <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong><br />

“La La palabra "fertilizante" significa toda sustancia, simple o<br />

compuesta, o una mezcla <strong>de</strong> ellas, portadora <strong>de</strong> elementos<br />

nutritivos esenciales para el <strong>de</strong>sarrollo vegetal, ya sea por su<br />

aplicación aplicaci n al suelo o directamente a las plantas.” plantas.<br />

“ El estiércol, esti rcol, el guano <strong>de</strong> corral, <strong>los</strong> residuos domiciliarios y<br />

otras enmiendas orgánicas org nicas quedan excluidos <strong>de</strong>l régimen r gimen <strong>de</strong><br />

contralor regulado por esta ley, pero en su venta o propaganda<br />

no podrá podr hacerse referencia a su valor fertilizante ni a la<br />

composición composici n <strong>de</strong> <strong>los</strong> mismos.” mismos.<br />

Ley N° 13.663<br />

– Actualmente existe una propuesta para levantar parte <strong>de</strong> esta restricci restricción,<br />

n, para<br />

aquel<strong>los</strong> fertilizantes orgánicos org nicos u orgánicos org nicos minerales que tenga una composición<br />

composici n<br />

estable y que cumplan con ciertos parámetros par metros <strong>de</strong> caracterizacion (C/N, presencia<br />

<strong>de</strong> metales pesados, test viabilidad <strong>de</strong> semillas ( se prueba con lechuga por<br />

productos intermiedios,<br />

intermiedios,<br />

a<strong>de</strong>mas % Micronutrirnte,<br />

Micronutrirnte,<br />

etc) etc<br />

Fuente: http://www.parlamento.gub.uy/leyes/AccesoTextoLey.asp?Ley=13663&Anchor=


Expresiones <strong>de</strong> <strong>los</strong> elementos en <strong>los</strong> fertilizantes<br />

Nitrógeno Nitr geno: : N<br />

Fósforo sforo: : P 2O5 o P<br />

P2O5 x 0.437 = P<br />

P x 2.32 = P 2O5 Potasio: Potasio:<br />

K 2O O o K<br />

K2O O x 0.83 = K<br />

K x 1.2 = K 2O


Por Ley en la bolsa <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong> aparecen 4 números: n meros:<br />

N Total<br />

Ej:<br />

Urea:<br />

P2O5“Asimilable Asimilable”<br />

46 - 0 - 0 – 0<br />

(soluble en …)<br />

Superfosfato común:<br />

0 - 21 - 23 – 0<br />

Cloruro <strong>de</strong> potasio:<br />

0 - 0 - 0 - 60<br />

P2O5 Total<br />

K2O O Total


NITRÓGENO NITR GENO TOTAL:<br />

Suma <strong>de</strong> % <strong>de</strong> N en forma amoniacal y nítrica trica<br />

FÓSFORO SFORO ASIMILABLE:<br />

ASIMILABLE:<br />

– P soluble en agua + P soluble en citrato <strong>de</strong> amonio<br />

P TOTAL: TOTAL<br />

– P2O5 asimilable + P 2O5 insoluble en citrato <strong>de</strong> amonio<br />

[citrato <strong>de</strong> amonio: (NH 4) 2HC 6H 5O 7]


P soluble en agua: agua:<br />

% <strong>de</strong> P (expresado ( expresado en P 2O5) ) extraído extra do con agua: agua:<br />

Fosfato<br />

monocálcico<br />

monoc lcico Ca (H 2PO PO4 ) 2<br />

P soluble en citrato <strong>de</strong> amonio: amonio<br />

% <strong>de</strong> P en P 2O5 en el residuo <strong>de</strong>l lavado con agua, agua,<br />

extraído extra do<br />

con citrato <strong>de</strong> amonio: amonio:<br />

Fosfato monocálcico<br />

monoc lcico Ca (H 2PO PO4 ) 2<br />

P insoluble al citrato <strong>de</strong> amonio: amonio<br />

es el P en el residuo remanente <strong>de</strong> la extracción extracci <strong>de</strong> P con agua<br />

y citrato <strong>de</strong> amonio: amonio:<br />

Fosfato tricálcico tric lcico Ca 3(PO (PO4) 2<br />

P soluble en ácido cido cítrico trico al 2%<br />

se usa en fosforitas<br />

(ácido cido cítrico trico: : C6H8O7)


K soluble en agua: agua:<br />

% K 2O O extraído extra do con agua<br />

K Total: es el K total que tiene el fertilizante


Ej: Ej:<br />

¿ Cuanto N, P, y K hay en una bolsa<br />

<strong>de</strong> 25 kg <strong>de</strong> 16-6-6-12? 16 12?<br />

N : no requiere factor <strong>de</strong> conversión conversi n<br />

El contenido <strong>de</strong> N = 0.16 x 25 kg = 4 kg <strong>de</strong> N<br />

: factor <strong>de</strong> conversión n es 0.44<br />

P2O5 5 : factor <strong>de</strong> conversi<br />

El contenido <strong>de</strong> P = 0.06 x 0.44 x 25 kg<br />

= 0.66 kg <strong>de</strong> P<br />

K2O O : factor <strong>de</strong> conversión conversi n es 0.83<br />

El contenido <strong>de</strong> K = 0.12 x 0.83 x 25 kg<br />

= 2.5 kg <strong>de</strong> K


Terminología Terminolog <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong> (Ley Ley Nº 13663)<br />

Unidad: Unidad:<br />

Significa 1% <strong>de</strong> elemento fertilizante<br />

(nitr nitrógeno geno expresado en N, fósforo f sforo en P 2O5 y<br />

potasio en K 2O). O).<br />

Análisis An lisis: : unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> nitrógeno nitr geno total expresado<br />

en N, <strong>de</strong> fósforo f sforo asimilable y <strong>de</strong> potasio soluble<br />

en agua por cada 100 kg <strong>de</strong> fertilizante<br />

– Ej. Ej.<br />

15 – 15 – 15 – 15<br />

15 % <strong>de</strong> nitrógeno nitr geno total en N<br />

15% <strong>de</strong> fósforo sforo asimilable en P 2O5 15% <strong>de</strong> fósforo sforo total en P 2O5 15% <strong>de</strong> potasio soluble al agua en K 2O Fuente: http://www.parlamento.gub.uy/leyes/AccesoTextoLey.asp?Ley=13663&Anchor=


Terminología Terminolog <strong>de</strong> <strong>Fertilizantes</strong><br />

Grado: suma <strong>de</strong> <strong>los</strong> % <strong>de</strong> N, P 2O 5 asimilable y K 2O.<br />

– Ej. 15 - 15 - 15 - 15 es <strong>de</strong> grado 45 (15+15+15)<br />

Relación: proporción entre sí <strong>de</strong> <strong>los</strong> elementos<br />

contenidos en el fertilizante.<br />

Fórmula: cantidad en kg y el grado <strong>de</strong> c/u <strong>de</strong> las<br />

sustancias portadoras <strong>de</strong> elementos nutritivos, usados<br />

en la fabricación <strong>de</strong> 1000 kg <strong>de</strong> mezcla fertilizante.<br />

Ej: 1000 kg <strong>de</strong> mezcla formados por 200 kg <strong>de</strong> urea (46% N), 600 kg <strong>de</strong><br />

superfosfato (21% P 2 O 5 ) y 200 kg <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> potasio (50% <strong>de</strong> K 2 O)<br />

Fuente: http://www.parlamento.gub.uy/leyes/AccesoTextoLey.asp?Ley=13663&Anchor=


Según Seg la fuente: fuente<br />

Clasificación Clasificaci <strong>de</strong> fertilizantes<br />

Según Seg la condición condici física sica:<br />

Según Seg el nutriente: nutriente<br />

Según Seg la mezcla<br />

orgánica org nica<br />

inorgánica inorg nica<br />

líquidos quidos<br />

sólidos lidos<br />

nitrogenados<br />

fosfatados<br />

potásicos pot sicos<br />

Simple: un elemento (N, P o K)<br />

Mixto: Mixto:<br />

NP, NK, PK<br />

Completo: Completo:<br />

NPK


Mezclas<br />

Según Seg estado <strong>de</strong><br />

aplicación aplicaci<br />

Clasificación Clasificaci <strong>de</strong> fertilizantes<br />

Físicas sicas: : sólidas lidas<br />

Químicas Qu micas: : cada gránulo gr nulo presenta igual<br />

fórmula rmula<br />

A granel: granel:<br />

polvo / granulado<br />

En bolsa 25 kg y/o 500 kg<br />

En suspensión suspensi – fluídos flu dos


FERTILIZANTES NITROGENADOS


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Depósitos Dep sitos <strong>de</strong> nitrato en Chile (NaNO ( NaNO3) ) y guano:<br />

estiércol esti rcol <strong>de</strong> aves marinas y en general<br />

Compostaje y residuos <strong>de</strong> diferente origen<br />

Fuente principal <strong>de</strong> N : 80 % <strong>de</strong> la atmósfera. atm sfera.<br />

– Fijación Fijaci n <strong>de</strong>l N atmosférico:<br />

atmosf rico:<br />

– Oxidación Oxidaci n directa <strong>de</strong>l N<br />

– Proceso <strong>de</strong> la cinamida: cinamida:<br />

reacción reacci n <strong>de</strong> N con CaC<br />

– Proceso <strong>de</strong> Haber Bosch:<br />

N2 2 (g)+ H 2 (g) --» -- 2 NH 3 (g)<br />

CaC 2


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Fijación Fijaci n industrial: Proceso Haber-Bosch Haber Bosch (<strong>de</strong> origen alemán, alem n,<br />

1914).<br />

Por ese proceso, el N atmosférico atmosf rico es fijado con el H gaseoso<br />

proveniente <strong>de</strong> hidrocarburos (metano <strong>de</strong>l gas natural), según seg n<br />

la reacción: reacci n:<br />

CH 4 + H 2O O CO + 3 H 2<br />

En presencia <strong>de</strong> un catalizador (Ni), a una presión presi n <strong>de</strong> 200 atm y<br />

450-500 450 500ºC se combinan el N 2 y el H 2 obteniéndose obteni ndose amoníaco. amon aco.<br />

N2 + 3H 2 2 NH 3<br />

Este proceso consume una gran cantidad <strong>de</strong> energía: energ a: 1.5 kg fuel oil / 1 kg <strong>de</strong> N fijado


Producción Producci n Mundial <strong>de</strong> N por proceso y origen<br />

Fuente: Dawson, C.J; Hilton, J. 2011. Food Policy 36(1): 14-22


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Reservas <strong>de</strong> gas natural: 2/3 en Medio Oriente y<br />

ex Unión Uni n Soviética; Sovi tica; África frica <strong>de</strong>l Norte y Golfo <strong>de</strong><br />

Méjico. jico.


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Reservas <strong>de</strong> gas natural: 2/3 en Medio Oriente y<br />

ex Unión Uni n Soviética; Sovi tica; África frica <strong>de</strong>l Norte y Golfo <strong>de</strong><br />

Méjico. jico.<br />

El gas natural: fundamental para la producción producci n<br />

<strong>de</strong> fertilizantes nitrogenados, insume el 70-90% 70 90%<br />

<strong>de</strong> <strong>los</strong> costos <strong>de</strong> producción.<br />

producci n.<br />

Los precios <strong>de</strong>l gas natural y <strong>de</strong> <strong>los</strong> fertilizantes<br />

nitrogenados fluctúan fluct an ampliamente.


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Uso directo <strong>de</strong>l NH 3: : NH 3 anhidro: 82% N. N.<br />

líquido l quido bajo presión. presi n.<br />

Se almacena en tanques bajo presión. presi n. Se inyecta al suelo.<br />

A partir <strong>de</strong> amoníaco amon aco (NH 3) ) se fabrica la mayoría mayor a <strong>de</strong> <strong>los</strong><br />

fertilizantes nitrogenados: nítricos n tricos y amoniacales<br />

NH3:<br />

+ CO 2: : Urea [CO(NH [ CO(NH2 ) 2]: ]: 46 % N<br />

+ HNO 3 : Nitrato <strong>de</strong> amonio (NH 4NO NO3): ): 33% N<br />

+ H 2SO SO4: : Sulfato <strong>de</strong> amonio [(NH 4) 2SO SO4] ] 21% N<br />

Fosfato monoamónico: monoam nico: NH 4H2PO PO4: : 11%N – 52% P2O5<br />

Fosfato diamónico: diam nico: DAP: (NH 4 ) 2HPO HPO4: : 18%N – 46% P 2O5


FERTILIZANTES NITROGENADOS LÍQUIDOS L QUIDOS<br />

UAN<br />

– Se producen con urea, nitrato <strong>de</strong> amonio y agua.<br />

– Tienen 28- 28 32 % <strong>de</strong> N<br />

30-35 30 35 % está est como urea<br />

45-47 45 47 % como nitrato <strong>de</strong> amonio.<br />

– Baja volatilización volatilizaci n <strong>de</strong> N.<br />

– Fácil manipulación y aplicación<br />

– Es compatible con algunos pesticidas


UAN


FERTILIZANTES NITROGENADOS LÍQUIDOS L QUIDOS<br />

UAN+ S ej: ej:<br />

Sol mix (30 %N y 2.6% S)<br />

– Mínima nima volatilización<br />

volatilizaci<br />

– Uso en riego superficial y fertirriego.<br />

– Disminuye costos operativos y <strong>de</strong> aplicación. aplicaci n.


UAN+ S


Calculo <strong>de</strong> dosis a aplicar <strong>de</strong><br />

Producto comercial : UAN<br />

Fertilizante Liquido<br />

Densidad: 1,3 g/cm 3 = 1300 g/l<br />

Contenido <strong>de</strong> N= 30 %<br />

Dosis <strong>de</strong> nutriente a aplicar 12 kg/ha kg/ha<br />

Dosis a aplicar (l/ha): ??<br />

0,3 kg N ------ 1 kg<br />

12 kg N ---» --- x= 40 kg<br />

Multiplico x 1000<br />

D= M/V ---» --- 40000g / 1,3 g/cm 3 = 30769 cm 3 =><br />

DOSIS<br />

30,7 l/ha


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Lenta liberación liberaci<br />

– Urea- formal<strong>de</strong>hido 30 % N<br />

– Urea recubierta <strong>de</strong> S 36-38 % N<br />

La disponibilidad <strong>de</strong> N <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> la <strong>de</strong>strucción <strong>de</strong> la<br />

cobertura <strong>de</strong> azufre y difusión <strong>de</strong> la urea<br />

– Rotura Física<br />

– Dispersión<br />

– Oxidación Biológica<br />

Velocidad <strong>de</strong> Liberación <strong>de</strong>terminada por:<br />

– Espesor <strong>de</strong> la cobertura<br />

– Condiciones Ambientales<br />

* Liberación lenta e incontrolada<br />

Fuente: Melgar, 2010


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

con inhibidores <strong>de</strong> hidrólisis hidr lisis <strong>de</strong> la urea<br />

– Recubiertos por polímeros pol meros que se aplican sobre <strong>los</strong><br />

gránu<strong>los</strong> <strong>de</strong> fertilizantes solubles<br />

Liberación: difusión a través <strong>de</strong> la cobertura<br />

Velocidad <strong>de</strong> liberación <strong>de</strong>terminada por:<br />

– la química <strong>de</strong>l Polímero<br />

– Espesor<br />

– Temperatura<br />

La liberación pue<strong>de</strong> controlarse


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

Fuente: Melgar, 2010


FERTILIZANTES NITROGENADOS<br />

con inhibidores <strong>de</strong> la nitrificación:<br />

nitrificaci n:<br />

– inhiben temporalmente la nitrificación,<br />

nitrificaci n,<br />

reduciendo pérdidas p rdidas <strong>de</strong> N-NO N<br />

NO 3


<strong>Fertilizantes</strong> foliares<br />

urea: bajo contenido <strong>de</strong> biuret: biuret:<br />


FERTILIZANTES FOSFATADOS


FERTILIZANTES FOSFATADOS<br />

Materia prima: roca fosfatada o fosforita<br />

(hidroxiapatitas<br />

hidroxiapatitas o fluorapatitas)<br />

fluorapatitas<br />

Fórmula rmula teórica: te rica: Ca 10(PO 10(PO4<br />

; CO 3 ) 6 (F, OH, Cl) 2<br />

Tipos <strong>de</strong> rocas fosfatadas:<br />

Ígneas gneas<br />

Metamórficas<br />

Metam rficas<br />

Sedimentarias


Fosforitas DURAS<br />

Alto grado <strong>de</strong> cristalización,<br />

térmicamente estables,<br />

baja reactividad<br />

NO USO DIRECTO<br />

Fosforitas sedimentarias<br />

o BLANDAS<br />

Bajo grado <strong>de</strong> cristalización,<br />

Mayor contenido <strong>de</strong> carbonatos<br />

Mayor sustitución <strong>de</strong> P con F que<br />

las duras<br />

Fuente: Bordoli, 2008


Los <strong>de</strong>pósitos<br />

sedimentarios<br />

compren<strong>de</strong>n el 80% <strong>de</strong><br />

la producción <strong>de</strong> Roca<br />

Fosfórica<br />

Fuente: MINERALES EN LA AGRICULTURA. Dr. Peter van Straaten. Dept. of Land Resource Science - University of<br />

Guelph


Reservas Fosfatadas mundiales en 2008<br />

64%<br />

Fuente: USGS, 2009


FERTILIZANTES FOSFATADOS INSOLUBLES<br />

Fosforitas (apatitas ( apatitas) ) sedimentarias “blandas blandas”<br />

< 30 % <strong>de</strong> P 2O5 Proceso:<br />

Extracción Extracci n <strong>de</strong>l yacimiento<br />

Enriquecimiento (separar <strong>de</strong>l material inerte)<br />

Molienda<br />

Tamizado<br />

Embolsado<br />

Para solubilizarse necesitan aci<strong>de</strong>z


sedimentaria<br />

Ca 3(PO 4) 2


FABRICACIÓN FABRICACI N DE FOSFATOS SOLUBLES<br />

Obtención <strong>de</strong> H 3PO 4<br />

Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 + 10 H 2 SO 4 + 20H 2 O 10 CaSO 4 . 2H 2 O + 6H 3 PO 4 + 2HF<br />

FLUORAPATITA YESO<br />

Obtención <strong>de</strong> SUPERFOSFATO<br />

Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 + 7H 2 SO 4 + 3H 2 O 3Ca(H 2 PO 4 ) 2 .H 2 O + 7CaSO 4 + 2HF<br />

Obtención <strong>de</strong> SUPERTRIPLE<br />

Superfosfato común:<br />

Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 + 14H 3 PO 4 + 10H 2 O 10Ca(H 2 PO 4 ) 2 H 2 O + 2HF


FABRICACIÓN FABRICACI N DE FOSFATOS SOLUBLES<br />

Obtención Obtenci <strong>de</strong> FOSFATO DE AMONIO<br />

NH + H 3 3PO PO NH H 4 4 2PO PO4 Fosfato monoamónico<br />

monoam nico (FMA)<br />

2NH + H 3 3PO PO (NH ) 4 4 2HPO HPO4 Fosfato diamónico diam nico (FDA)


Solubilidad en diferentes reactivos <strong>de</strong>l P asimilable <strong>de</strong> <strong>los</strong><br />

principales fertilizantes comerciales<br />

Fuente<br />

Fosforita blanda<br />

Hyperfos<br />

Ca(H 2 PO 4 ) 2 + fosforita<br />

Superfosfato común<br />

Ca(H2PO4 ) 2<br />

Supertriple<br />

Ca(H2PO4 ) 2<br />

Fosfato Monoamónico<br />

NH4 (H2PO4 )<br />

Fosfato Diamónico<br />

(NH 4 ) 2 (HPO 4 )<br />

Ácido fosfórico<br />

% P 2 O 5<br />

total<br />

28 - 30<br />

28<br />

23<br />

46<br />

50 - 52<br />

46<br />

76-85<br />

% P 2 O 5<br />

soluble en<br />

H 2 O<br />

-<br />

6<br />

21<br />

46<br />

50 - 52<br />

46<br />

76-85<br />

% P 2 O 5 asimilable<br />

% P 2 O 5<br />

soluble en<br />

citrato <strong>de</strong><br />

amonio<br />

-<br />

12<br />

21<br />

46<br />

50 - 52<br />

46<br />

76-85<br />

% P 2 O 5<br />

soluble en<br />

ácido<br />

cítrico 2%<br />

10 - 12<br />

14<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

Otros<br />

4%S<br />

13%S<br />

1.5%S<br />

11%N<br />

18%N


CADMIO<br />

Cd 2+ , aportado por la vía <strong>de</strong> la fertilización fosfatada, pue<strong>de</strong><br />

ser absorbido por <strong>los</strong> cultivos y llegar hasta quienes se<br />

alimentan <strong>de</strong> el<strong>los</strong> (animales y hombre)<br />

Los vegetales se presentan sanos y vigorosos aún cuando<br />

contengan más cadmio que lo normal<br />

Exceso <strong>de</strong> Cd 2+ en la dieta induce síntomas por <strong>de</strong>ficiencia <strong>de</strong><br />

Ca 2+ en humanos<br />

Cd 2+ en fosforitas duras menor que en blandas (a 400ºC 400 el<br />

Cd se volatiliza)<br />

Límites mites <strong>de</strong> Cd 2+ en fosforitas:<br />

50 (Suiza, Finlandia) mg Cd/kg Cd kg <strong>de</strong> P<br />

100 (Suecia, Noruega) mg Cd/kg Cd kg <strong>de</strong> P<br />

340 (Japón, (Jap n, Australia) mg Cd/kg Cd kg <strong>de</strong> P Fuente: Bordoli, 2008 y Villanueva, 2003


Fuente: Bordoli, 2008


CADMIO<br />

Límites mites <strong>de</strong> Cd 2+ para la salud: :<br />

– WHO (World Health Organization)-1972<br />

estableció que el máximo <strong>de</strong> ingesta diaria <strong>de</strong> Cd 2+ no <strong>de</strong>bería<br />

sobrepasar 1 µg kg -1 <strong>de</strong>l peso <strong>de</strong>l cuerpo (es <strong>de</strong>cir, 70 µg día -1 para un<br />

hombre promedio).<br />

– La ingesta dietética <strong>de</strong> Cd 2+ se estimó en:<br />

15-30 µg día -1 para <strong>los</strong> habitantes estadouni<strong>de</strong>nses<br />

20-40 µg día -1 para <strong>los</strong> habitantes europeos (OECD, 1994).<br />

– Uruguay: Or<strong>de</strong>nanza Nº 337 <strong>de</strong>l MSP<br />

Establece un esquema básico b sico <strong>de</strong> controles semestrales <strong>de</strong>l Cd urinario<br />

<strong>de</strong> todos <strong>los</strong> trabajadores con factores <strong>de</strong> riesgo químicos qu micos y físicos f sicos<br />

– Valor <strong>de</strong> referencia: 5 µg/g /g creatinina<br />

Fuente: Villanueva, 2003


FERTILIZANTES POTÁSICOS<br />

POT SICOS


FERTILIZANTES POTÁSICOS<br />

El K se encuentra presente en la mayoría <strong>de</strong> las rocas y sue<strong>los</strong><br />

La principal fuente <strong>de</strong> potasio se extrae a partir <strong>de</strong> las<br />

EVAPORITAS. Las evaporitas son rocas sedimentarias <strong>de</strong> origen<br />

químico, formadas como consecuencia <strong>de</strong> la evaporación <strong>de</strong><br />

aguas conteniendo abundantes sales en disolución.<br />

Depósitos <strong>de</strong> sales en el mundo: como KCl y K 2SO 4 (< cantidad)<br />

Característica general <strong>de</strong> las fuentes: solubilidad<br />

Los <strong>de</strong>pósitos <strong>de</strong> K se encuentra en Canadá, Rusia y<br />

Bielorrusia, Europa Occi<strong>de</strong>ntal, Israel y Jordania


POTASA<br />

La potasa es el término que incluye diferentes<br />

sales <strong>de</strong> potasio solubles en agua<br />

Minerales con K presentes en evaporitas


Fuente: MINERALES EN LA AGRICULTURA. Dr. Peter van Straaten. Dept. of Land Resource Science - University of Guelph


Reservas mundiales <strong>de</strong> Potasa en 2008<br />

75%<br />

Fuente: USGS, 2009


Fertilizante<br />

potásico pot sico<br />

KCl* KCl<br />

K2SO SO4 KNO 3<br />

Fosfato <strong>de</strong> K<br />

K2SO SO4. . MgSO 4<br />

FERTILIZANTES POTÁSICOS<br />

Contenido<br />

<strong>de</strong> K 2O O (%)<br />

60<br />

50<br />

44<br />

30-58 30 58<br />

22<br />

Otros<br />

nutrientes<br />

17% S<br />

13%N<br />

30-60%P 30 60%P2O5 11%Mg, 22%S<br />

Características<br />

Caracter sticas<br />

Soluble, + usado, usado,<br />

efecto<br />

salino por lo que se utliza<br />

en CV resistentes al Cl<br />

Color naranja o blanco<br />

Uso en cultivos sensibles a<br />

Cl- Cl (papa y Tabaco) Tabaco<br />

> $ por unidad <strong>de</strong> K<br />

Alto costo (frutales frutales, , tabaco) tabaco<br />

Fertirrigación<br />

Fertirrigaci<br />

Baja solubilidad<br />

* Muriato <strong>de</strong> potasio. Muriato <strong>de</strong>riva <strong>de</strong>l nombre <strong>de</strong>l ácido muriático (HCl)


Producción<br />

Producción<br />

Empaque<br />

Empaque<br />

Transporte<br />

Transporte<br />

Aplicación<br />

Aplicación<br />

Total<br />

Total<br />

Requerimientos energéticos<br />

<strong>de</strong> producción <strong>de</strong> fertilizantes<br />

(promedio mundial)<br />

Nitrógeno<br />

69530<br />

2600<br />

4500<br />

1600<br />

78230<br />

Fosfato<br />

kJ/kg<br />

7700<br />

2600<br />

5700<br />

1500<br />

17500<br />

Potasio<br />

6400<br />

1800<br />

4600<br />

1000<br />

13800<br />

Fuente: Gellings y Parmenter, 2004. ENERGY EFFICIENCY IN FERTILIZER PRODUCTION AND USE


Requerimientos energéticos (promedio mundial)<br />

% <strong>de</strong>l total <strong>de</strong> energia requerida<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Nitrogeno<br />

Fosfato<br />

Potasio<br />

Produccion Empaque Transporte Aplicación<br />

Fuente: Gellings y Parmenter, 2004. ENERGY EFFICIENCY IN FERTILIZER PRODUCTION AND USE


MEZCLAS DE FERTILIZANTES<br />

Reacciones químicas qu micas: :<br />

Descomposición Descomposici y Doble <strong>de</strong>scomposición<br />

<strong>de</strong>scomposici<br />

Neutralización<br />

Neutralizaci<br />

Hidratación Hidrataci<br />

Volatilizacion<br />

-Sulfato Sulfato <strong>de</strong> amonio: amonio:<br />

No mezclar con materiales calcáreos calc reos por formación formaci y<br />

pérdidas rdidas <strong>de</strong> NH 3<br />

-Nitrato Nitrato <strong>de</strong> amonio: amonio:<br />

No mezclar con azufre o superfosfato<br />

Problemas en la condición condici n física f sica<br />

<br />

<br />

Higroscopicidad (NO ( NO3Na Na, , NO 3NH NH4, , urea)<br />

Endurecimiento (Terrones)<br />

Segregación Segregaci n <strong>de</strong> partículas part culas


FERTILIZANTES<br />

con<br />

S, Ca, Mg<br />

y<br />

micronutrientes


AZUFRE<br />

Generalmente, no es producido intencionalmente como<br />

producto primario<br />

La mayoría <strong>de</strong>l S en el mercado:<br />

– Históricamente Hist ricamente <strong>los</strong> principales yacimiento eran origen volcánico volc nico (Sicilia) y<br />

eran extraídos extra dos con gran dificultad.<br />

– Actualmente el 100% proviene <strong>de</strong> la <strong>de</strong>sulfuración <strong>de</strong>sulfuraci n <strong>de</strong> hidrocarburos (gas<br />

y petróleo). petr leo).<br />

80-85% <strong>de</strong> la producción mundial es utilizada para la<br />

producción <strong>de</strong> acido sulfúrico (H 2SO 4)<br />

– La mitad <strong>de</strong>l acido es utilizado en la producción <strong>de</strong> fertilizantes,<br />

principalmente para solubilizar <strong>los</strong> fosfatos (1 ton <strong>de</strong> S para producir 2<br />

tons FDA)<br />

Fuente: P. Fixen, 2009


Fumarolas. Interior <strong>de</strong>l cráter <strong>de</strong>l<br />

volcán Ijen (Indonesia)<br />

Fuente: http://www.elmundo.es/magazine/2005/286/1111176720.html


Azufre <strong>de</strong>positado en chimenea


Yeso<br />

[CaSO 4 ]<br />

UAN-S<br />

<strong>Fertilizantes</strong> con contenido <strong>de</strong> AZUFRE<br />

S elemental<br />

Nombre<br />

Sulfato <strong>de</strong> Amonio<br />

[(NH 4 ) 2 SO 4 ]<br />

Sulfato <strong>de</strong> Magnesio<br />

(Sal <strong>de</strong> Epsom)<br />

Azufre micronizado<br />

Superfosfato Común<br />

Sulfato <strong>de</strong> Potasio y<br />

Magnesio<br />

[K 2 SO 4- 2MgSO 4 ]<br />

Sulfato <strong>de</strong> Zinc<br />

11<br />

%S<br />

24<br />

13<br />

50 - 99<br />

13<br />

22<br />

16-18<br />

10 - 14<br />

> 90<br />

%N<br />

21<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0<br />

38 - 40<br />

0<br />

0<br />

%P 2 O 5<br />

0<br />

0<br />

0<br />

21<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0<br />

% K 2 O<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0<br />

48 - 52<br />

0<br />

0<br />

0<br />

0<br />

•Evitar aplicaciones en sue<strong>los</strong> suceptibles a la<br />

acidificación.<br />

Incluye polvos humectantes y azufre flotable<br />

Aporta P y S.<br />

Contiene un alto contenido <strong>de</strong> Ca<br />

Aporta 22% <strong>de</strong> K 2 O y 18% <strong>de</strong> MgO, que se<br />

encuentra en formas inmediatamente disponibles<br />

para el cultivo.<br />

Aporta 30% <strong>de</strong> Ca.<br />

Para situaciones que no precisan otros<br />

nutrientes.<br />

Aporta 46,4 % <strong>de</strong> Fe<br />

Consi<strong>de</strong>raciones<br />

Es insoluble, se aplica molido previo al cultivo<br />

*


CALCIO Y MAGNESIO<br />

En general: rocas calizas<br />

– Calcita [CaCO [ CaCO3 ]<br />

– Dolomita [CaMg(CO [ CaMg(CO3 ) 2 ]<br />

Sales CaCl 2, , CaSO 4, , MgSO 4<br />

Superfosfatos común com n (18-21% (18 21% Ca) Ca<br />

Superfosfato triple (12-14% (12 14% Ca) Ca)


Formas minerales <strong>de</strong> Ca, Ca,<br />

Mg y S<br />

Fuente: P. van Straaten, 2005


MICRONUTRIENTES<br />

Fuentes inorgánicas:<br />

inorg nicas: rocas ígneas, gneas, metamórficas metam rficas o<br />

sedimentarias.<br />

Las sales <strong>de</strong> <strong>los</strong> micronutrientes son relativamente<br />

raras, con la excepción excepci n <strong>de</strong> <strong>los</strong> boratos, que ocurren en<br />

evaporaciones <strong>de</strong> salinas.<br />

Rocas basálticas bas lticas : Cu, Co, Zn y Fe<br />

Graníticas: Gran ticas: Mo


OTROS<br />

FERTILIZANTES COMPLEJOS SOLUBLES:<br />

– Macro y micrunutrientes.<br />

micrunutrientes.<br />

Ej. Ej.<br />

26-10 26 10-16 16 + micronutrientes<br />

SALES ALES SOLUBLES: sulfatos <strong>de</strong> Fe, Mn, Mn,<br />

Zn y Cu, cristalina o granulada, al<br />

suelo o foliar. Las sales son efectivas como fertilizantes mientras mientras<br />

el pH <strong>de</strong>l<br />

suelo se mantenga ácido. cido. A pH alcalino o si existen carbonatos, precipitan.<br />

QUELATOS: “garra garra” compuestos orgánicos org nicos solubles, que mantienen <strong>de</strong>ntro<br />

<strong>de</strong> su molécula mol cula un metal en forma iónica i nica soluble y asimilable por las plantas.<br />

Al suelo o foliar.<br />

EDTA: Ácido cido etileno diamino tetra acético ac tico (C 10 H16 16 O8N2) ) a pH alcalino no anda<br />

EDDHA: Ácido etileno di amino di hidroxifenil acético (C18H20O6N2 ) *


OTROS<br />

Formulaciones<br />

ormulaciones “org orgánicas nicas” o “naturales naturales”: : para<br />

ser aplicadas directamente al suelo, en<br />

fertirriego, o en forma foliar.<br />

Información Informaci n científica? cient fica? Origen y composición composici n ?


APLICACION COMBINADA DE<br />

FERTILIZANTES Y PESTICIDAS<br />

Producciones intensivas: fertilizantes y pesticidas con el<br />

fin <strong>de</strong> disminuir costos <strong>de</strong> operación, operaci n, tiempo,<br />

combustible, etc.<br />

Los pesticidas se pue<strong>de</strong>n combinar con fertilizantes<br />

líquidos quidos o sólidos. s lidos.<br />

Importante: que el pesticida sea completamente<br />

compatible con el fertilizante, se mezcle fácilmente f cilmente y sea<br />

efectivo en su función funci n <strong>de</strong> control.


CARACTERÍSTICAS CARACTER STICAS DE LOS FERTILIZANTES<br />

PARA SER EMPLEADOS EN FERTIRRIEGO<br />

alta solubilidad<br />

alta pureza<br />

compatibles entre sí s<br />

compatibles con <strong>los</strong> iones <strong>de</strong>l agua y su pH.


FIN………… FIN………….

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