Fertilizantes:
Grandes cantidades de amoníaco, ácido nítrico y ácido sulfúrico:
Los impactos ambientales negativos de la producción de fertilizantes pueden ser severos. Las aguas servidas constituyen un problema fundamental. Pueden ser muy ácidas o alcalinas y, dependiendo del tipo de planta, pueden contener algunas sustancias tóxicas para los organismos acuáticos, si las concentraciones son altas: amoníaco o los compuestos de amonio, urea de las plantas de nitrógeno, cadmio, arsénico, y fósforo de las operaciones de fosfato, si está presente como impureza en la piedra de fosfato. Además, es común encontrar en los efluentes, sólidos totales suspendidos, nitrato y nitrógeno orgánico, fósforo, potasio, y (como resultado), mucha demanda de oxígeno bioquímico (DOB5); y, con la excepción de la demanda de oxígeno bioquímico, estos contaminantes ocurren también en las aguas lluvias que escurren de las áreas de almacenamiento de los materiales y desechos. Es posible diseñar plantas de fosfato de tal manera que no se produzcan descargas de aguas servidas, excepto en el caso del rebosamiento de una piscina de evaporación durante las temporadas de excesiva lluvia, pero esto no siempre es práctico.
Los productos de fertilizantes terminados también son posibles contaminantes del agua; su uso excesivo e inadecuado puede contribuir a la eutrofización de las aguas superficiales o contaminación con nitrógeno del agua freática. Además, la explotación de fosfato puede causar efectos negativos. Estos deben ser tomados en cuenta, cuando se predicen los impactos potenciales de proyectos que incluyan las operaciones de extracción nueva o expandida, sea que la planta está situada cerca de la mina o no.
Los contaminantes atmosféricos contienen partículas provenientes de las calderas, trituradores de piedra de fosfato, fósforo (el contaminante atmosférico principal que se originan en las plantas de fosfato), neblina ácida, amoníaco, y óxidos de azufre y nitrógeno. Los desechos sólidos se producen principalmente en las plantas de fosfato, y consisten usualmente en ceniza (si se emplea carbón para producir vapor para el proceso), y yeso (que puede ser considerado peligroso debido a su contenido de cadmio, uranio, gas de radón y otros elementos tóxicos de la piedra de fosfato).
La fabricación y manejo de ácido sulfúrico y nítrico representa un riesgo de trabajo y peligro para la salud, muy grande. Los accidentes que producen fugas de amoníaco pueden poner en peligro no solamente a los trabajadores de la planta, sino también a la gente que vive o trabaja en los lugares aledaños. Otros posibles accidentes son las explosiones, y las lesiones de ojos, nariz, garganta y pulmones.
Como algunos de los impactos que se han mencionado pueden ser evitados completamente, o atenuados más exitosamente a menor costo, si se escoge el sitio con cuidado.
Se debe entender el aprovechamiento del empleo de fertilizantes orgánicos, y lo mismo que de minerales, como un modo importante de intervención del hombre en el ciclo de sustancias de la agricultura. A través de los animales cuyos excrementos son aprovechados, pasan nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes a los excrementos.
(*)Químicos alemanes:
Agricultura extensiva:
[o Abono] Sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal. Las plantas no necesitan compuestos complejos, del tipo de las vitaminas o los aminoácidos, esenciales en la nutrición humana, pues sintetizan todos los que precisan. Sólo exigen una docena de elementos químicos, que deben presentarse en una forma que la planta pueda absorber. Dentro de esta limitación, el nitrógeno, por ejemplo, puede administrarse con igual eficacia en forma de urea, nitratos, compuestos de amonio o amoníaco puro.
Los suelos vírgenes suelen contener cantidades adecuadas de todos los elementos necesarios para la correcta nutrición de las plantas. Pero cuando una especie determinada se cultiva año tras año en un mismo lugar, el suelo puede agotarse y ser deficitario en uno o varios nutrientes. En tal caso, es preciso reponerlos en forma de fertilizantes. La aplicación de fertilizantes adecuados estimula el crecimiento de las plantas.
De entre los nutrientes necesarios, el aire y el agua aportan hidrógeno, oxígeno y carbono en cantidades inagotables. Casi todos los suelos encierran abundancia de azufre, calcio, hierro y otros nutrientes esenciales. El calcio suele añadirse al suelo, pero su función primordial es reducir la acidez, no actuar como fertilizante en sentido estricto. El nitrógeno se halla presente en la atmósfera en cantidades enormes, pero las plantas no pueden utilizarlo de esta forma; ciertas bacterias proporcionan a las leguminosas el nitrógeno necesario, que toman del aire y lo transforman mediante una serie de reacciones llamadas de fijación de nitrógeno. Los tres elementos que deben contener casi todos los fertilizantes son nitrógeno, fósforo y potasio. En ocasiones, es preciso añadir a éstos pequeñas cantidades de algunos otros, entre ellos boro, cobre y manganeso.
Desde la antigüedad se usan muchos fertilizantes que contienen uno o varios elementos valiosos para el suelo. Así, el estiércol y el guano contienen nitrógeno, los huesos contienen pequeñas cantidades de nitrógeno y son ricos en fósforo, las cenizas de madera encierran cantidades apreciables de potasio (la proporción depende del tipo de madera). El trébol, la alfalfa y otras leguminosas se intercalan con otras especies en un régimen rotativo y luego se trabajan con el arado para enriquecer el suelo en nitrógeno.
Suele describirse como fertilizante completo cualquiera que contenga los tres elementos; la composición se codifica con ayuda de tres números. Así, un 5-8-7 es un abono (por lo general preparado en polvo o en gránulos) que contiene un 5% de nitrógeno, un 8% de fósforo (calculado en forma de pentóxido de fósforo) y un 7% de potasio (como óxido de potasio).
Aunque esenciales para la agricultura moderna, el abuso de los fertilizantes puede ser nocivo para las plantas, los cultivos y el suelo. Además, la lixiviación de los nutrientes puede causar contaminación del agua y alteraciones como la eutrofización o desarrollo excesivo de la vegetación.
Impacto ambiental de las plantas de producción de fertilizantes:
Las plantas no necesitan compuestos complejos, del tipo de las vitaminas o los aminoácidos, esenciales en la nutrición humana.
Pueden sintetizar sustancias complejas a partir de una docena de elementos químicos. Los cultivos requieren la presencia de determinada cantidad de nitrógeno, fósforo y potasio, que pueden provenir de compuestos elaborados industrialmente.
Los fertilizantes se han vuelto indispensables para lograr el nivel de producción agrícola necesario para alimentar a una población mundial creciente.
El amoníaco constituye la base para la producción de los fertilizantes nitrogenados, y la gran mayoría de las fábricas contienen instalaciones que lo proporcionan, sin considerar la naturaleza del producto final. Muchas plantas también producen ácido nítrico en el sitio. Los fertilizantes nitrogenados más comunes son: amoníaco anhidro, urea (producida con amoníaco, nitrato de amonio (producido con amoníaco y ácido nítrico), sulfato de amonio (fabricado a base de amoníaco y ácido sulfúrico) y nitrato de calcio y amonio, o nitrato de amonio y caliza el resultado de agregar caliza CaMg(CO3)2 al nitrato de amonio.
Los fertilizantes de fosfato incluyen los siguientes: piedra de fosfato molida, escoria básica (un subproducto de la fabricación de hierro y acero), superfosfato (que se produce al tratar la piedra de fosfato molida con ácido sulfúrico), triple superfosfato (producido al tratar la piedra de fosfato con ácido fosfórico), y fosfato mono y diamónico. Las materias primas básicas son: piedra de fosfato, ácido sulfúrico (que se produce, usualmente, en el sitio con azufre elemental), y agua.
Todos los fertilizantes de potasio se fabrican con salmueras o depósitos subterráneos de potasa. Las formulaciones principales son cloruro de potasio, sulfato de potasio y nitrato de potasio. Se pueden producir fertilizantes mixtos, mezclándolos en seco, granulando varios fertilizantes intermedios mezclados en solución, o tratando la piedra de fosfato con ácido nítrico (nitrofosfatos).
Eutrofización
Enriquecimiento de lagos, embalses, ríos y mares litorales por nutrientes vegetales, antes escasos, con el consiguiente aumento de la masa de vida vegetal acuática que este enriquecimiento permite mantener. Causa y efecto aparecen vinculados en las definiciones operativas contenidas en las primeras investigaciones científicas realizadas sobre este problema (por parte de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo y la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos). Eutrófico significa bien nutrido. Los ecólogos utilizan el término para describir hábitats y comunidades relativamente productivos con buen aporte de nutrientes, y para diferenciarlos de los oligotróficos, caracterizados por la deficiencia de nutrientes. En 1919, el limnólogo sueco Einar Naumann caracterizó los lagos oligotróficos como reservas de agua normalmente profundas, situadas en cuencas de montaña con rocas resistentes, transparentes y con poca vida animal y vegetal en los que típicamente predominan los salmónidos (salmones y truchas). Los lagos eutróficos suelen ser poco profundos, situados muchas veces en llanuras bajas y alimentados por aguas ya alteradas por el contacto con rocas y suelos erosivos; mantienen abundante vida vegetal microscópica (sobre todo algas y cianobacterias del fitoplancton) y, a veces, están rodeados de nutridas comunidades de carrizos y plantas acuáticas sumergidas; también son comunes los peces de carne poco refinada (perca, carpa, barbo, rutilo, lucio).
Muchos estudios han demostrado que estas características están determinadas críticamente por la disponibilidad biológica de nitrógeno y, en especial, de fósforo. Los nitratos (sales del ácido nítrico) proceden sobre todo de la actividad de las bacterias nitrificantes del suelo. Como son muy solubles, los nitratos llegan fácilmente al agua de escorrentía si las plantas terrestres no logran absorberlo. Por su parte, los fosfatos (sales del ácido fosfórico) son muy poco solubles, y casi siempre llegan al agua en forma de partículas. Antes se suponía que todos los lagos van eutrofizándose a lo largo del tiempo, pero las pruebas conocidas indican con claridad que los cambios más recientes se deben al aumento de nutrientes procedentes del suelo como consecuencia de actividades humanas (roturación de bosques, laboreo y fertilización). Este aumento debido a las actividades humanas empieza a describirse como eutrofización antropogénica. El aporte de fósforo disuelto a los lagos y ríos se ve muy aumentado por la eliminación de aguas residuales industriales y domésticas, salvo cuando se adoptan medidas para eliminarlo del vertido final. Los detergentes de polifosfatos también contribuyen sustancialmente a este enriquecimiento. Con el enturbiamiento del agua a consecuencia de la presencia de nutrientes en suspensión aumenta la producción de fitoplancton; las mayores tasas de descomposición bacteriana extraen de las aguas profundas el oxígeno disuelto a un ritmo mayor que el de reposición a partir de la atmósfera, de modo que el agua se vuelve menos habitable para los peces. Los lagos son menos atractivos y el agua embalsada exige tratamientos de potabilización más costosos. Otra consecuencia potencial de la eutrofización es el aumento de la producción de cianobacterias tóxicas.
Por desgracia, hay muchos ejemplos de lagos dañados por este mecanismo. Algunos de los casos mejor documentados corresponden a Suecia (lagos Norrviken y Trummen), Europa Central (lagos de Zurich y Constanza) y Estados Unidos (lago Washington). En los casos más graves, los lagos pierden la limpidez debido a la multiplicación de algas en suspensión y el agotamiento del oxígeno de las zonas profundas, y el agua adquiere sabor y olor desagradables. Al margen del deterioro estético, se han dañado las pesquerías, han aumentado los costes de tratamiento de potabilización y se han degradado las actividades recreativas.
La eutrofización puede invertirse frenando las cargas de fósforo, bien alejándolas de aguas frágiles, bien mediante precipitación química con sales de hierro (extracción de fosfatos) en fuentes como los vertidos de aguas de alcantarillado. Están dando buenos resultados las medidas adoptadas en el lago Washington, en Wahnbach Talsperre (Alemania) o en el lago Windermere (Reino Unido). Los lagos poco profundos tardan más tiempo en recuperarse, pues reciclan el fósforo mucho más eficazmente que los profundos, y se utilizan métodos que estimulan otras posibles redes tróficas (biomanipulación) para neutralizar los síntomas de eutrofización. Cuando las fuentes de nutrientes son difusas y difíciles de controlar, puede considerarse el empleo de sistemas artificiales de mezcla para frenar la proliferación de algas.
(Encarta)
En 1913 Alemania, cuya población había crecido de 25 millones en 1800 a 55 millones en 1900, consumía 200.000 toneladas de nitrógeno al año, de las que 110.000 eran importadas en forma de nitratos naturales procedentes sobre todo de Chile. Durante la Gran Guerra dejó de tener acceso a estos nitratos.
Entre mayo de 1921 y abril de 1922, con una extensión geográfica menor que en 1913, utilizaba 290.000 toneladas producidas dentro de su territorio y empleadas la mayor parte para cosechas intensivas. Alemania pudo continuar alimentando a sus ciudadanos con abonos ricos en nitrógeno gracias a la habilidad de sus químicos, entre los que destacaron Fritz Haber y Carl Bosch, desarrolladores de un proceso para producir amoniaco (NH3) utilizando nitrógeno atmosférico (N).
Se trata de la agricultura practicada en países con una historia agrícola más reciente, como EE.UU., Canadá, Australia o Nueva Zelanda. Las explotaciones se crearon desde el principio con tecnologías modernas. Debido a que se dispone de grandes superficies de terreno y a que la densidad de población es baja y se asienta en hábitats dispersos, la agricultura tiene un carácter extensivo. La actividad agrícola es gestionada por modernas empresas agrarias, está especializada en monocultivos y se dedica al comercio, principalmente al exterior. La agricultura de los EE.UU. es una de las más representativas. Los agricultores están organizados en grandes empresas que son dueñas de grandes explotaciones especializadas en un cultivo determinado. Son los llamados belts o cinturones de cultivo, como el cinturón del maíz, el cinturón del trigo o el cinturón del algodón, aunque el agotamiento de las tierras ha obligado a variar en los cultivos, combinando el cereal con praderas o leguminosas.
Se caracterizan por la gran extensión del regadío, la selección de semillas, la organización de las explotaciones empresas industriales, el empleo de las más modernas técnicas y la relación con firmas comerciales de alimentación para comercializar los productos.