Las biofactorías ofrecen soluciones circulares, como la estruvita y los lodos de depuradoras, a la crisis mundial de los fertilizantes que supone una amenaza para seguridad alimentaria y la lucha contra el hambre
La seguridad alimentaria del planeta se encuentra hoy amenazada por una crisis sin precedentes de fertilizantes. Sin estas “vitaminas” los rendimientos de los cultivos se reducen a la mitad, algo que no hace sino acrecentar la distancia a uno de los objetivos más anhelados de la Agenda 2030, acabar con el hambre en el mundo.
Hoy asistimos a una crisis sin precedentes provocada por la guerra de Ucrania y la inevitable escalada de los precios del gas hasta niveles récord, que a su vez ha provocado la reducción de más del 70% de la capacidad de las empresas productoras de fertilizantes europeos.
En 2021, la UE importó 2,9 millones de toneladas de amoniaco y 4,7 millones de toneladas de urea de terceros países, insumos cuyos precios aumentaron ya en el transcurso del pasado año y aún más tras el inicio de la guerra en Ucrania«La industria europea de fertilizantes está en plena crisis porque el mercado europeo del gas está en quiebra«, afirma la patronal de Fertilizantes Europeos, en referencia al impacto de los precios récord del gas natural, que representan el 90% de los costes variables de producción de la industria e «imposibilitan la competencia de los productores europeos».
Además, Ucrania es uno de los principales exportadores de amoníaco, potasa, urea y fosfatos, materias primas necesarias para la producción de fertilizantes, y en algunos casos representa un quinto del mercado.
Con este escenario los productores consideran necesaria una acción urgente y decisiva para abordar la crisis por parte de la Unión Europea con el fin de restaurar la producción de fertilizantes, «clave para asegurar la autonomía estratégica de la UE y para garantizar la seguridad alimentaria a largo plazo del Viejo Continente «.
Y esa petición de actuaciones urgentes la llevaba este pasado lunes 19 de septiembre el ministro de Agricultura, Pesca y Alimentación, Luis Planas, a la Comisión Europea para asegurar el mantenimiento de la actividad de las plantas de producción de fertilizantes.
Lo hizo durante el Consejo informal de Ministros de Agricultura de la Unión Europea, celebrado en Praga, donde abogó por la necesidad de arbitrar una respuesta urgente y concertada de la comunidad internacional para evitar una crisis alimentaria en los países más desfavorecidos, que son los más vulnerables a las consecuencias de la guerra en Ucrania, como el encarecimiento de los precios o la menor disponibilidad de cereales y materias primas.
Planas planteó la conveniencia de analizar las estrategias europeas, como la del Pacto Verde, y adaptarlas al contexto actual, como consecuencia de los efectos de la guerra de Rusia en Ucrania en los sistemas alimentarios. “Estamos en un momento complicado, tenemos que cumplir los objetivos del Pacto Verde, pero tenemos también que mirar el día a día y conseguir que todas las familias tengan un abastecimiento suficiente de alimentos”.
En España el Gobierno apuesta por alternativas para la fabricación de fertilizantes en el ámbito de la economía circular, como el uso de subproductos de origen animal y residuos para la fabricación de fertilizantes ante el encarecimiento del gas natural, que ha provocado que muchas fábricas de producción de amoniaco se planteen detener su producción.
El ministerio va a trabajar con el sector de los fertilizantes en una hoja de ruta para buscar alternativas en la producción de estos productos, en el marco del nuevo reglamento de productos fertilizantes.
España ha sido de los primeros países en poner en el mercado productos fertilizantes orgánicos y órgano-minerales, y pionera en la elaboración de bioestimulantes y en aplicar técnicas de agricultura de precisión y fertirrigación.
De hecho, el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR) apuesta por este tipo de alternativas a través del programa de apoyo para la aplicación de la agricultura de precisión y tecnologías 4.0 en el sector agrícola y ganadero. Esta línea de ayudas, la que más demanda tiene, cuanta con una dotación de 79 millones de euros para el periodo 2021-2023, con posibilidad de aumento.
Biofactorías, clave en el futuro del fósforo
El fósforo y el nitrógeno son dos de los principales nutrientes empleados como fertilizantes en España y la Unión Europea, pero su extracción primaria tiene en general un alto coste ambiental, ya que hablamos de procesos intensivos en energía que además no son renovables, por lo que una explotación excesiva podría comprometer su futuro. Sin embargo, la solución a este problema podría encontrarse mucho más cerca de lo que pensamos.
El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y otros organismos, como la Asociación Mundial para la Gestión de Nutrientes, claman por el desarrollo de una mejor gestión del fósforo en beneficio de las personas y el planeta.
“Hay enormes beneficios ambientales y socioeconómicos que se pueden obtener mediante la gestión sostenible del fósforo, centrada en aliviar la carga de la contaminación por fósforo en los lagos y sus cuencas hidrográficas”, comenta Mahesh Pradhan, experto en contaminación de nutrientes del PNUMA.
En este sentido, una de las principales medidas que proponen consiste en el desarrollo de una infraestructura capaz de sustraer fósforo a través de los desechos que producimos y así establecer un mercado mundial de productos reciclados ricos en fósforo. Por suerte, la tecnología para alcanzar esa meta ya está disponible y presente en muchos países gracias a la circularidad que ofrecen las biofactorías o las depuradoras de agua de última generación.
De acuerdo con la ONU, la roca fosfórica es la principal fuente de fósforo que existe en el mundo para la producción de fertilizantes sintéticos, sobre todo, desde la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, su disponibilidad es cada vez más limitada y, en un futuro donde la población del planeta supere las 9.000 millones de personas, es posible que sea insuficiente para satisfacer las demandas agrícolas y, en definitiva, alimentarias.
En este contexto, las biofactorías se presentan como una perfecta solución a este problema ya que, al eliminar el fósforo y el nitrógeno de las aguas residuales, producen estruvita: un mineral con altas concentraciones de esos dos elementos químicos además de magnesio.
Estruvita obstruyendo una cañería |Foto: HRS Heat Exchangers
La estruvita es un mineral de la clase de los minerales fosfatos por el que se conoce normalmente al fosfato de magnesio y amonio hexahidratado. En ocasiones, cuando pierde alguna de moléculas de agua, debido a su inestabilidad a partir de los 50 grados Celsius, pasa a denominarse estruvita monohidratada o dittmarita.
En cualquier caso, y al igual que la alta presencia de fósforo, su baja solubilidad lo convierten en un curioso fertilizante ya que, en muchas ocasiones, se desea que los compuestos posean esta cualidad para fertilizar grandes campos con menos frecuencia. Además, esa insolubilidad impediría que el fósforo penetrase en las masas de agua y, por lo tanto, frenaría el proceso de eutrofización.
“El fósforo reciclado obtenido de las estaciones depuradoras de aguas residuales tiene generalmente un contenido en metales pesados bastante menor que el de las rocas fosfáticas, lo que también lo hace interesante para la industria del fósforo por el menor pretratamiento requerido. El fósforo recuperado podría ser así una fuente alternativa de materias primas para la industria de los fosfatos”, señala un estudio de la Universidad Politécnica de Valencia.
En bastantes países ya se ha comenzado a utilizar para fertilizar campos de cultivo. Una de las muchas ventajas de la estruvita es que su lenta disolución es idónea para para aquellos cultivos o zonas forestales que se abonan cada ciertos años. Por no hablar de que disminuye el riesgo de contaminación del agua y aumenta el grado de aprovechamiento por parte del vegetal.
Cristales de estruvita.Por otro lado, apenas contiene metales pesados y, desde el punto de vista económico, reduce los costes de mantenimiento de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) al ser su proceso de producción más barato que los convencionales de eliminación de fósforo, y reduce la producción de fangos y sus costes derivados.
Además, estas ventajas permitirían alcanzar al menos cuatro objetivos más demandados por la ONU y sus socios, por lo que su obtención en las EDAR y su posterior utilización podría ser clave para lograr la sostenibilidad.
Eso sí, por el momento en algunos países como España aún no está aceptada legalmente su aplicación a nivel agrícola, a pesar de que la tecnología necesaria existe y de los avances de proyectos europeos como Life Enrich.
El pasado año concluyó el proyecto europeo LIFE ENRICH que investigó las posibilidades de las EDAR (Estación de Depuración de Aguas Residuales) como auténticas biofactorías, con las que se puede contribuir a impulsar los principios de la economía circular mediante la recuperación de estos dos nutrientes de las aguas residuales y su posterior uso como fertilizantes de cultivos.
La recuperación de nutrientes de las aguas residuales y su posterior uso como fertilizantes de cultivos es un elemento clave de la economía circular.
LIFE ENRICH pretendía introducir una nueva metodología que permitiera recuperar en torno al 30-40% del fósforo de la EDAR y el 15% del nitrógeno, «gracias a una nueva configuración de la línea de fangos que permite extraer y separar el fósforo previamente a la digestión anaerobia, para luego precipitarlo de forma controlada en un reactor de cristalización».
Esto permite no solo extraer un nuevo material de un residuo como es el agua ya utilizada y avanzar en economía circular mejorando la eficiencia, sino que además ayuda a la propia EDAR. De hecho, el prototipo del proyecto se ha desarrollado en la planta de Murcia Este, gestionada por EMUASA, porque esta tenía problemas operativos relacionados con la precipitación descontrolada de estruvita, que causaba obstrucciones de tuberías, presencia de sólidos en los equipos y la obligación de gastar y consumir reactivo antiincrustante.
Detalle de la planta piloto de Murcia en el que se ven los contactores de membrana y el depósito de cristalización de estruvita. | LIFE ENRICHLos porcentajes de recuperación de fósforo y nitrógeno han sido un éxito «Las soluciones implantadas con LIFE ENRICH han demostrado su viabilidad técnica para recuperar nutrientes y valorizarlos como fertilizantes, además de probarlos como alternativa real a los fertilizantes convencionales. Además, se ha demostrado viabilidad no sólo ambiental sino también económica”, explica Adriana Romero, investigadora en Cetaqua y responsable del proyecto.
Las lechugas fertilizadas con elementos extraidos de la EDAR tuvieron buen rendimiento. | LIFE ENRICH
El proyecto LIFE ENRICH no se ha centrado solo en demostrar la viabilidad técnica de esta nueva metodología de recuperación de fósforo y nitrógeno, sino que también ha probado que es posible utilizar estos materiales reciclados en el campo con igual resultado a las materias primas tradicionales, que son mucho menos eficientes. «Los productos de estruvita y nitrato de amonio utilizados como fertilizantes en sistemas de fertirrigación para cultivos de tomate, brócoli y lechuga fueron igualmente efectivos en rendimiento total y producto de calidad que los fertilizantes convencionales, tanto en invernadero como en condiciones al aire libre».
De hecho, esta era la primera vez que en España se ha usado estruvita para la fertirrigación, que es una técnica de aplicación de abonos disueltos en el agua de riego a los cultivos, con resultados excelentes.
Un claro ejemplo de cómo el sector del agua puede ser tractor del conjunto de la economía con su liderazgo en la circularidad de todas sus operaciones.
________
Fuente:
