¿Qué importancia tiene la industria de los fertilizantes en

México?

• Fertilizante:

Se conoce como fertilizante a una sustancia que se agrega al suelo para suministrar aquellos elementos que se requieren para la nutrición de las plantas.

Un material fertilizante o transportador es una sustancia que contiene uno o más de los elementos esenciales para las plantas. Los fertilizantes completos contienen los tres elementos vitales para las plantas: nitrógeno, fósforo y potasio

Clasificación de los fertilizantes.

• Los fertilizantes se pueden clasificar en orgánicos e

inorgánicos

Fertilizantes orgánicos.

• El abono, o fertilizante orgánico es aquel que proviene de animales, humanos, restos de vegetales, alimentos, restos de cultivos de hongos comestibles u alguna otra fuente orgánica y natural.

Estiércol.

• Mejora las condiciones físicas del suelo, es un buen abono dados los elementos que este contiene; si este es fresco hace soluble a los elementos insolubles .Sin embargo, se puede producir el quemado de las plantas, debido a la fermentación que este presenta; es recomendable que se aplique al suelo una vez que este se encuentre fermentado y descompuesto, para aprovechar mejor los nutrientes.

• Se aplica durante el invierno, siendo proporcional a la cantidad del suelo (de 20 a 40 toneladas).

Composta.

• Son residuos vegetales que han sido sometidos a distintos tratamientos, intercalando capas de estiércol fresco y tierra, se cubre con cal, se riega y se deja fermentar, cuidando que no se eleve la temperatura, para que no se queme. Como regla práctica, se dice que introduciendo una mano se soportan  aproximadamente unos 40° C., si la temperatura es mayor conviene revolver, el proceso en sí depende también de la temperatura ambiente según la época del año. En ocasiones puede llegar a durar dos o tres meses en fermentación.

Abonos verdes.

• Se les denomina así a los cultivos que serán asignados al suelo. No solo mejoran el aspecto físico del suelo, si no, aportan nitrógeno.

• La función fundamental de los abonos verdes es completar la nutrición de los cultivos de la rotación, bien a través de la fijación de nitrógeno libre, o por su eficacia en hacer disponibles nutrientes para los cultivos que de otra manera serían inaccesibles. No obstante, un objeto secundario de los abonos verdes puede ser el control de plagas y enfermedades.

Harina de pescado.

• Se incorporan al suelo brindándole nitrógeno, fosforo y en algunas ocasiones potasio.

Fertilizantes inorgánicos (químicos).

• Son aquellos que se derivan de rocas y minerales, que a aplicarlos elevan la fertilidad del suelo.

Clasificación.

• Los fertilizantes químicos pueden ser simples o compuestos. Los fertilizantes simples son los que contienen un solo elemento químico y los compuestos tienen más de un elemento (binario, terciario y cuaternario). Los fertilizantes simples se utilizan directamente en el suelo o para la fabricación de los compuestos, pueden ser nitrogenados, fosfatados o potásicos. Además, por su estado se clasifican en sólidos, líquidos y gaseosos.

Fertilizantes sólidos.

• Son los más utilizados y más económicos que los líquidos y gaseosos. Los fertilizantes sólidos pueden ser en polvo y granulados.

Fertilizantes en polvo

• Son aquellos que están formados por simples mezclas de materiales con nutrientes, que originan los fertilizantes que comúnmente se ven en empresas. Se utilizan en su fabricación materiales concentrados y no concentrados.

Factores químicos para fertilizantes en polvo

• Cantidad de nutrientes fiel a lo expresado en la fórmula.

• Reacciones químicas, deben producirse antes de ser envasados.

• Las materias primas en la mezcla reaccionen en beneficio del fertilizante.

Factores físicos

• El abono debe de estar seco y homogéneo.

• Tamaño de las partículas uniformes.

• No debe formar terrones en su almacenamiento

Fertilizantes cristalinos (nitrogenados)

• Son muy higroscópicos. Tienen alto contenido de nutrientes (N).

Fertilizantes granulados

• Son aquellos que han sido concentrados en partículas relativamente pequeñas, no pulverulentas, de tamaño uniforme (124 mm). Entre los fertilizantes granulados se encuentran: granulados mezclados y granulados complejos.

Fertilizantes líquidos

• Son superiores a los sólidos por ser soluciones de nutrientes que pueden llegar directamente a la planta y ser más asimilables, con precaución se pueden aplicar a las plantas, mediante sistemas de riego por aspersión .

• Son costosos.

• Necesitan de equipos especiales para su aplicación.

Fertilizantes gaseosos

• Son las inyecciones de gas y amoniaco directamente en el suelo, proceso conocido como nitro inyección. El gas sufre la nitrificación como los demás abonos amoniacales. Los equipos para su aplicación sólo se utilizan en este trabajo. Es complejo y costoso.

Unidades nutritivas o unidades fertilizantes

• Las necesidades de las plantas, la riqueza de los fertilizantes y el contenido del suelo, se deben expresar siempre en la misma unidad, por ejemplo, si la unidad utilizada para expresar las necesidades de las plantas en el elemento nitrógeno es N, la riqueza del fertilizante y el contenido del suelo en dicho elemento deben estar representados también por esta, o sea, por N. En la actualidad, debido a que existen muchos fertilizantes con diferentes riquezas para cada elemento, se utilizan como cuestión práctica un patrón común de unidades, ya que sería muy complicado y confuso dar cifras recomendables para todos y cada uno de los cultivos.

Importancia de la producción de fertilizantes para

abastecer de alimentos a la creciente población humana.

• La producción de fertilizantes, ha jugado un papel importante dentro de la agricultura, además de prevenir plagas dentro de los cultivos, aumentan la producción de estos, abasteciendo a la población y evitando que estos padezcan de hambre. A medida que la población aumenta, se han empleado miles de métodos, haciendo a los fertilizantes en uno de los más eficaces, para satisfacer las necesidades de una población que aumenta descontroladamente.

¿Cómo se sintetizan los fertilizantes químicos?

Como es la producción de fertilizantes nitrogenados y fosfatados.

-Recursos de producción (materias primas sintéticas o naturales)

El nitrógeno y el hidrógeno se utilizan para elaborar amoníaco mediante el método de Haber El nitrógeno se obtiene del aire y el hidrógeno a partir de la reformación del gas natural. El ácido nítrico se elabora a partir del amoníaco y se emplea para hacer nitrato de amonio que es un fertilizante sólido . El amoníaco se hace reaccionar con dióxido de carbono para obtener urea. La combinación de amoníaco con ácido sulfúrico produce sulfato de amonio (fertilizante sólido más común). Los fertilizantes que contienen fósforo se obtienen a partir de rocas fosfóricas, estas rocas contienen fosfato de calcio, Ca3(PO4)2, que no se puede emplear directamente como fertilizante, para usarlo como tal, se trata con ácido sulfúrico para obtener un superfosfato, o con ácido fosfórico, para producir el superfosfato triple.

Tipos de reacción síntesis y neutralización

Reacciones de Síntesis o Composición

En estas reacciones, dos o más elementos o compuestos se combinan, resultando en un solo producto. 

Ejemplo:

Escriba la reacción de síntesis entre el aluminio y el oxígeno.

 

• Solución:

• Dos elementos se combinarán para formar el compuesto binario correspondiente.  En este caso, el aluminio y el oxígeno formarán el óxido de aluminio.  La ecuación que representa la reacción es la siguiente:

• 4 Al (s) +  3 O2 (g) à  2 Al2O3 (s)

Reacciones de Neutralización

Estas reacciones son de doble desplazamiento o intercambio.  Su particularidad es que  ocurren entre un ácido y una base y los productos de la reacción son agua y una sal formada por el catión de la base y el anión del ácido. 

Por ejemplo, la reacción entre el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio resulta en la formación de agua y sulfato de sodio.  La ecuación que representa esta reacción es la siguiente:   

H2SO4 (ac) +  2 NaOH (ac) à  2 H2O (l)  +  Na2SO4 (ac)

Definición y propiedades de ácidos y bases

Una definición más general sobre ácidos y bases fue propuesta por Gilbert Lewis quien describió que un ácido es una sustancia que puede aceptar un par de electrones y una base es aquella que puede donar ese par.

Teoría Ácido-Base de Lowry-Bronsted

Según Bronsted y Lowry, ácidos son todos los compuestos o iones capaces de ceder protones (H+) al medio y bases son los que pueden aceptar protones del medio.

Cuando una molécula o anión puede tomar un H+ (base de Bronsted-Lowry), se forma su "ácido conjugado"

Toria acido base - Arrhenuius

Arrhenius definió los ácidos como electrolitos que contienen hidrógeno y que, disueltos en agua, producen una concentración de iones hidrógeno o protones, H+, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidróxido, OH- (también llamados aniones hidroxilo).

Reversibilidad y equilibrio en las reacciones químicas ácido-base para obtener el fertilizante

- Reacciones de transferencia de protones o ácido-base

Utilizaremos la teoría de Arrhenius por ser sencilla, aunque completa, y suficiente para

nuestro objetivo. Consideramos ácido a aquella sustancia capaz de ceder protones H+ en disolución, llamado más correctamente ión oxonio y representado por H3O y base a la que es capaz de ceder iones hidróxido (OH-también llamado oxhidrilo).

1) NaOH → Na+ + OH-

2) HCl → H+ + Cl-

Un ión oxonio de la sustancia con características ácidas se une a un oxhidrilo proviniente

de la sustancia básica para dar agua. Los iones restantes se unen para formar una sal.

1) NaOH + HCl → NaCl + H2O 2) H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + H2O

¿Cómo modificar el equilibrio de un reacción química?

¿Qué es energía de ionización?

• Podemos definirla como la fuerza o energía que se necesita emplear para quitar el ultimo electrón de un elemento

http://www.elergonomista.com/quimica/ei.html

Factores que afecta la rapidez de una reacción

Temperatura:

• La temperatura afecta a las reacciones por que las moléculas acumulan la energía que les proporciona la temperatura y aproximadamente cada 10 C° se duplica le velocidad de la reacción, pero cada molécula tiene una temperatura máxima optima ya que por ejemplo en los caso de las enzimas si se pasa la temperatura esta decrece en velocidad, y hay un cierto aumento en la energía cinética de cada molécula.http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/ReaccionQuimVelocidad.htm

Concentración:

• Al aumentar la concentración de un reactivo por una unidad de tiempo hay mayores probabilidades de que las moléculas choquen y den mayor velocidad a la reacción, y a medida que la reacción pierde su concentración también se pierde la velocidad.

http://www.deciencias.net/simulaciones/quimica/reacciones/concentra.htm

Presión:

• Principalmente este factor es utilizado en reactivo en forma gaseosa ya sea que estén en su estado elemental o estén formando compuesto gaseosos, esto se debe a que si a un volumen se le ejerce presión las moléculas tienen menor espacio y se dan choques entre ellas lo que aumenta considerablemente la velocidad de reacción y al contrario si hay mayor espacio la velocidad será menor.

http://leong.galeon.com/facto.htm

Superficie de contacto

• Las que se realizan en más de una fase, son sistemas de reacción heterogéneos, ahí la reacción es presentada en la superficie de contacto entre las fases reaccionantes y su velocidad es proporcional al área superficial.

http://www.fisicanet.com.ar/quimica/cinetica_quimica/ap01_cinetica_quimica.php

Catalizadores

• Son sustancias que modifican la velocidad de un reacción por un proceso llamado catálisis pero estas conservan su masa al final de la reacción en la que están interfiriendo.

• La catálisis puede ser homogénea o heterogénea

http://www.fisicanet.com.ar/quimica/cinetica_quimica/ap01_cinetica_quimica.php

Teoría de las colisiones

• Básicamente lo que explica esta teoría es que para que ocurra una reacción debe haber choques entre las moléculas o átomos que participan en la reacción y para eso se necesita una energía de activación.

• También dice que: a mayor energía de activación la reacción que ocurre es más lenta, y a menor energía más rápida la reacción.

Energía de activación

• Energía que necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso. La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada

Factores que afectan el estado de equilibrio de una reacción

• La temperatura, la presión y las concentraciones.

 

Principio de Le Chatelier

Si en una reacción química en equilibrio se modifican la presión, la temperatura o la concentración de alguna de las especies

reaccionantes, la reacción evolucionará en uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio

Temperatura

• El sistema se opone a ese aumento de energía calorífica desplazándose en el sentido que absorba calor; es decir, hacia el sentido que marca la reacción endotérmica.

Presión

• Si aumenta la presión la reacción se desplazará hacia donde exista menor número de moles gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de volumen, y viceversa

Concentración

• Hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya dicha concentración. El aumento de concentración de los productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.

Condiciones en que se efectúan las reacciones químicas.

1.- Físicas

a) Temperatura

b)Presión

c) Energía Lumínica

2.- Químicas

a)Naturaleza de los reactivos

b) Concentración de los reactivos

c) Catalizadores

d) Acidez o alcalinidad

¿Impactan negativamente los fertilizantes químicos el medio ambiente?

• Los fertilizantes químicos, los abonos orgánicos y mejoradores desuelo mal utilizados impactan en mayor o menor grado el medio ambiente y, en no pocos casos, también la salud animal y humana.

• Los daños al medio ambiente incluyen: ensalitramiento de los suelos, pérdida de la fertilidad natural, lixiviación de nutrimentos mas allá de la zona radical de los cultivos, emisión de gases efecto invernadero y, contaminación de cuerpos de agua superficiales y subterráneos.

• Los daños en animales y humanos están fundamentalmente relacionados con el consumo de agua o alimentos contaminados con nutrientes que fueron aplicados en exceso.

¿Porqué causan problemas ambientales los fertilizantes?

• Por aplicarlos:

• En exceso

• Cuando no se requieren

• En una ubicación incorrecta

• En la forma química inadecuada

• En condiciones ambientales inadecuadas

• Sin considerar la humedad del suelo 

• Sin tomar en cuenta la aplicación del riego

• Sin conocer las propiedades físicas del suelo

¿De qué depende una mala definición de la dosis de fertilización?

• Principalmente del desconocimiento de:

• La región

• Los sistemas de producción

• Los predios

• Los niveles tecnológicos de los productores

• Los rendimientos y calidades de los cultivos

• Los suelos, aguas y climas

¿Debemos prescindir de los fertilizantes?

• En México, prescindir de fertilizantes y plaguicidas agroquímicos mermaría en 30 por ciento la producción del campo, y provocaría hambre en el medio rural, depredación de bosques y escasez de agua, aseguró Gabriel Díaz, coordinador del Código de Conducta de la Asociación Mexicana de la Industria Fitosanitaria, AC.

MITO: “La humanidad puede prescindir de los fertilizantes inorgánicos”.

• MITO: “La humanidad puede prescindir de los fertilizantes inorgánicos”.

REALIDAD: “Los fertilizantes alimentan al mundo”. Los fertilizantes han permitido que el rendimiento de los cultivos haya aumentado para alimentar a una población que ha ido creciendo de forma muy importante. Sin su utilización los rendimientos agrícolas caerían entre un 30 y un 85 por cien en las diferentes regiones del mundo.

Experiencias de larga duración, con más de 150 años, han demostrado que en parcelas que nunca han recibido aportes de fertilizantes inorgánicos las producciones han sido cada vez más reducidas.

Estadísticas.

• En el año 2050, según la FAO, la población mundial se estima en unos 9.100 millones de habitantes, un 34 por cien superior a la de hoy en día (con casi 1.000 millones de personas sufriendo hambre crónica en el mundo), por lo que el nivel de producción demandado a la agricultura será un 50-80 por cien mayor al actual. Y dado que la superficie cultivable es limitada, la única posibilidad que tenemos es incrementar el rendimiento de los cultivos, lo que es imposible sin la aplicación de fertilizantes inorgánicos.

Por tanto, podemos afirmar que no podemos prescindir de los fertilizantes inorgánicos si queremos tener alimentos suficientes. Ahora bien, hay que insistir en que los fertilizantes deben ser siempre aplicados de forma racional, lo que significa utilizar el fertilizante adecuado en función del cultivo y el suelo, en la dosis necesaria y en el momento en que las plantas lo necesiten. 

http://www.infoagro.com/noticias/2012/5/20027_mitos_realidades_fertilizantes.asp

Equipo 6.

• Cesar Antonio Aguilar Roldan.

• Eduardo Castañeda Batres.

• Maximiliano Medero Aguilar.

• María Guadalupe Nieves López.

• Citlalli Zacilth Segura Linares.• GRACIAS POR SU ATENCIÓN.