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El fósforo es un recurso no renovable; Se estima que con el ritmo actual de extracción y uso de fósforo, nos quedaremos sin fósforo en 50 a 100 años.
¿Sabías que el fósforo es un recurso no renovable? Sólo hay una cantidad finita de fósforo en este planeta, y una vez que usamos esta cantidad, no podemos reemplazarla.
Sin embargo, el fósforo es un nutriente crítico para la agricultura y la seguridad alimentaria. Las plantas necesitan tres nutrientes principales: nitrógeno, fósforo y potasio. La producción sostenida de alimentos requiere un suministro sostenido de estos nutrientes clave (junto con algunos otros).
El fósforo es un nutriente esencial para las plantas (Créditos: mikeygl/Freepik)
El fertilizante nitrogenado se elabora a partir del nitrógeno atmosférico, del cual existe una cantidad abundante. El potasio proviene de reservas de potasa, de las cuales hay cantidades finitas, pero todavía nos queda bastante. Se estima que al ritmo actual de uso, nos quedan unos 600 años de potasio para nuestro uso.
Sin embargo, estamos agotando rápidamente nuestros limitados suministros de fósforo, ya que continuamos fertilizando en exceso nuestros campos y perdemos aún más ese fósforo a través de nuestros sistemas de alcantarillado.
Garantizar un suministro de fósforo a largo plazo es clave para la seguridad alimentaria mundial. ¿Qué pasará cuando agotemos todo el fósforo de la Tierra? ¿Existen formas de hacer que nuestros suministros de fósforo duren más?
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¿Por qué las plantas necesitan fósforo y cómo lo obtienen?
El fósforo constituye algunas biomoléculas muy importantes. Es parte del ADN, el ARN y las moléculas que componen la membrana celular. También es una parte esencial de la respiración y la transferencia de energía en toda vida, ya que forma parte de la moneda energética de la célula: ATP (trifosfato de adenosina).
Las plantas necesitan fósforo para formar nuevas células vegetales mediante la división celular, lo que significa que lo necesitan para crecer. La deficiencia de fósforo provoca retraso en el crecimiento y hojas decoloradas.
Las plantas obtienen su fósforo del suelo. El fósforo regresa al suelo cuando la planta muere y se descompone. Esto es parte de un ciclo natural llamado ciclo del fósforo, que equilibra los niveles de fósforo en la Tierra.
Ahora, cuando cultivamos, es un poco diferente.
Las plantas utilizan el fósforo del suelo cuando cultivamos, pero cada vez que cosechamos, el fósforo que la planta había utilizado y asimilado en sí misma se elimina de forma eficaz. Transportamos esos cultivos a los consumidores en algún lugar lejano. Este fósforo que se elimina del suelo debe reponerse.
Los consumidores comen los alimentos y el fósforo se excreta de sus cuerpos. En ese momento, el fósforo ingresa al sistema de alcantarillado urbano junto con los excrementos.
Los agricultores prefieren los fertilizantes minerales con fósforo, que contienen una mayor concentración de fósforo (Créditos: vitalii-petrushenko/Freepik)
Tradicionalmente, los agricultores utilizaban estiércol y excrementos humanos para complementar el fósforo disponible naturalmente en el suelo. También se utilizaron fertilizantes elaborados a partir de desechos orgánicos (humanos e industriales), excrementos animales, subproductos de mataderos y fuentes relacionadas. Sin embargo, con el aumento de la población, la urbanización y una demanda cada vez mayor de alimentos, a mediados del siglo XIX, los agricultores cambiaron a fertilizantes minerales de fósforo, que contienen una mayor concentración de fósforo.
A nivel mundial, utilizamos 148 millones de toneladas de fósforo cada año.
Lea también: ¿Cómo podemos reponer el nitrógeno del suelo sin utilizar fertilizantes sintéticos?
El fósforo es un recurso no renovable
El fósforo no se puede sintetizar en el laboratorio. Proviene del mineral fosforita o roca fosfato. Se estima que hay 68 mil millones de toneladas de reservas de fosfato en el mundo, pero estas reservas no están distribuidas de manera uniforme. Tampoco son igualmente (y fácilmente) accesibles debido a las tensiones geopolíticas.
El fertilizante de fósforo se produce después de extraer fosforita o roca de fosfato y luego tratarlo con ácido sulfúrico o ácido fosfórico. El fosfato de roca triturado también se utiliza como fertilizante, pero el fósforo del fosfato de roca es muy insoluble.
Marruecos tiene la mayoría (>70%) de las reservas mundiales de fosforita. Otros países con reservas de fosforita son China (5%), Siria (3%), Argelia (3%) y Estados Unidos, Rusia, Sudáfrica, Jordania y Egipto (3% cada uno).
Aunque Marruecos tiene las mayores reservas, no es el mayor productor de fósforo, principalmente debido a las tensiones políticas. China es el mayor productor de fosfato y se estima que, al ritmo actual, sus reservas de fosfato se agotarán en 35 años. China también ha limitado la exportación de fósforo para asegurar su suministro interno. A Estados Unidos le quedan reservas de fósforo para <30 años (estimadas en 2009).
Pico de fósforo: ¿Qué es?
El concepto de pico de fósforo se introdujo en 2009 y estima el punto en el que la producción de fósforo de buena calidad alcanzará un nivel máximo. Las investigaciones estiman que esto sucederá en 2033.
Más allá de este punto, la calidad del fósforo disminuirá y el costo de producir más fósforo será mayor que las ganancias. Como resultado, la producción disminuirá o el precio aumentará significativamente.
El 90% de la roca fosfórica que se extrae se utiliza para la producción de alimentos (alimentos humanos y piensos para animales).
Se estima que con el ritmo actual de extracción y uso de fósforo, nos quedaremos sin fósforo en 50 a 100 años. Sin embargo, con el aumento de la población mundial y los cambios en los hábitos alimentarios que llevan a la necesidad de producir más alimentos, la demanda de fósforo aumentará y es posible que nos quedemos sin fósforo incluso antes.
¿Existe alguna solución?
Necesitamos fósforo para la seguridad alimentaria. Esto significa que debemos encontrar una manera de seguir manteniendo un suministro constante de fósforo en el suelo agrícola. La solución puede estar por el lado de la oferta o por el lado de la demanda.
Por el lado de la oferta, la exploración de más reservas, así como las innovaciones en la forma de extraer fósforo, pueden proporcionar formas de ampliar este recurso finito.
Por otro lado, existe un importante margen de mejora en el lado de la demanda.
Actualmente, existe un gran problema con el uso excesivo de fertilizantes, que genera muchos residuos. Sólo alrededor del 20% del fósforo que utilizamos en la agricultura se utiliza realmente en la producción de alimentos. El resto se desperdicia por el agua de escorrentía de los campos y provoca la eutrofización de los sistemas de aguas subterráneas.
El exceso de fertilizante provoca la eutrofización de los sistemas de agua subterránea (Créditos: Dimitrios Karamitros/Shutterstock)
Comprender la genética del uso eficiente del fósforo por parte de las plantas puede conducir al desarrollo de variedades de cultivos que utilicen el fósforo de manera más eficiente y necesitarán menos fertilizantes con fósforo para obtener un rendimiento óptimo.
Además, las elecciones dietéticas también influyen en la cantidad de fósforo que se utiliza. Una dieta vegetariana utiliza significativamente menos fósforo que una dieta basada en carne.
Reciclaje de fósforo
Al mismo tiempo, existen importantes oportunidades para reciclar el fósforo que utilizamos. Ejemplos de reciclaje de fósforo incluyen la recuperación de fósforo del estiércol y los excrementos humanos.
Cuando los agricultores utilizan estiércol, parte del fósforo consumido por los cultivos destinados a convertirse en alimento para animales regresa al suelo. Sin embargo, el suministro de estiércol en regiones con suelos enriquecidos en fósforo suele ser elevado, y en zonas con suelos deficientes en fósforo, es limitado.
Necesitamos encontrar una manera de mantener un suministro constante de fósforo para la agricultura. (Créditos: pixel-shot-com/Freepik)
Los seres humanos excretan casi el 100% del fósforo consumido en los alimentos y la mayor concentración de este fósforo se encuentra en la orina. Los excrementos humanos a menudo terminan en los sistemas de eliminación de aguas residuales y vías fluviales urbanas. Actualmente, sólo el 10% de los excrementos humanos regresan al sistema agrícola.
Otras formas de reciclar el fósforo incluyen arar los residuos de cultivos en el campo, así como convertir en abono los desechos de los hogares, las plantas procesadoras de alimentos y los minoristas de alimentos.
Lea también: ¿Se pueden utilizar los excrementos humanos como estiércol agrícola?
Conclusión
Actualmente no existe ningún sustituto viable para los fertilizantes de fósforo.
Dada la importancia del fósforo para garantizar la seguridad alimentaria, necesitamos un esfuerzo más centrado para reducir el desperdicio, optimizar el uso y reciclar el fósforo de manera eficiente. Aunque existen ensayos a pequeña escala para recuperar fósforo de desechos y excrementos, se necesitarán muchos años para hacerlo a una escala lo suficientemente grande como para sustentar la producción agrícola mundial.
Referencias (haga clic para ampliar)
- (2022, 15 de septiembre). Acercándose al pico de fósforo. Plantas de la naturaleza. Springer Science y Business Media LLC.
- Cordell, D., Drangert, J.-O. y White, S. (mayo de 2009). La historia del fósforo: seguridad alimentaria mundial y motivos de reflexión. Cambio ambiental global. Elsevier BV.
- Países con mayores reservas de fosfato.
- Por qué el fósforo es importante.
- Conceptos básicos del fósforo | Manejo Integrado de Cultivos.