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La falta de fósforo pone en riesgo la seguridad alimentaria mundial

El fósforo (P) es un elemento indispensable para la vida en la Tierra. Estructuras imprescindibles para cualquier ser vivo como el ADN o ARN contienen este elemento, y las plantas no pueden realizar la fotosíntesis sin él. Debido a eso, los cultivos requieren de ingentes cantidades de fósforo para cumplir los estándares de eficiencia y productividad necesarios para alimentar a una población humana que crece sin cesar. Sin embargo, éste es un recurso limitante y finito, y las predicciones no son halagüeñas: las reservas se agotarán en unos 100-150 años. Eso conllevará importantes problemas geopolíticos aún por imaginar ya que, unido a ese carácter efímero de este recurso, se suma el hecho de que el 90% de las existencias están en manos de tan sólo 5 países. El conflicto está servido.

INTRODUCCIÓN

Cualquier persona que haya tenido que comprar alguna vez fertilizante reconocerá esta secuencia: N-P-K (nitrógeno, fósforo, potasio). Son los nutrientes más utilizados para jardinería y producción vegetal en general. Sin ellos, las plantas no crecen o no logran desarrollarse lo suficiente como para persistir a largo plazo. De los tres nutrientes principales, el potasio es el más abundante en la corteza terrestre (representa aproximadamente el 2.4% de la superficie terrestre en peso) sobretodo en antiguos lechos marinos y lacustres, además de ser el más disponible para las plantas. Por otra parte, el nitrógeno, en su forma gaseosa, es extremadamente abundante (el 78.1% del aire que nos rodea es nitrógeno molecular) pero no así sus moléculas en forma sólida, que suelen ser escasas debido su alta mobilidad a través del suelo. No obstante, gracias al Proceso de Haber-Bosch (desarrollado por los investigadores que le dan el nombre, ganadores del Nobel de Química) se logró producir nitrógeno sólido (en forma de amoníaco) a partir del nitrógeno gaseoso, propiciando una gran disponibilidad de este fertilizante inorgánico

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Friz Haber (derecha) junto a un científico que manipula el método de Haber-Bosch. Esta manera de extraer el nitrógeno atmosférico y convertirlo en amoníaco es considerado, por muchos científicos e historiadores, como el invento más importante de la historia moderna. Sin él, el mundo no habría podido soportar ni la mitad de la demanda alimentaria actual. Fuente: el juicio de friz haber.

EL CASO DEL FÓSFORO

El fósforo, sin embargo, es el tercero en discordia. Esencial para la vida, es el componente estrella del ADN, ARN, ATP (la energía utilizada en los procesos celulares) y de los fosfolípidos, que revisten las membranas celulares. Está presente en los huesos e interviene en casi cualquier proceso biológico animal. Además, es imprescindible para el crecimiento de las plantas: sin fosfato, la fotosíntesis no puede llevarse a cabo. El mayor problema del fósforo es que no se encuentra libre en la naturaleza. Las plantas y, en general, todos los seres vivos, satisfacen sus necesidades de fósforo gracias, principalmente, a otro organismo vivo: los animales, de las plantas y, éstas, de los residuos de los animales  o de sus cadáveres, que liberan el fosfato en el proceso de descomposición. De hecho, los fertilizantes más importantes hasta la llegada de los fertilizantes inorgánicos, ya en el siglo XX, fueron los excrementos y la orina de los animales de granja, que contienen gran cantidad de fósforo, además de los otros elementos ya mencionados. Sin embargo, a raiz del invento de Haber-Bosch y al aumento de la demanda de alimentos a consecuencia del crecimiento poblacional, se empezaron a explotar los yacimientos de fósforo, que se encuentran en forma de minerales y que son realmente escasos en la corteza terrestre.

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Guano acumulado en un islote de Perú. El guano, junto con los excrementos y la orina de los animales de granja, fue una importante fuente de fósforo hasta el siglo XX. Este sustrato, formado a base de deposiciones continuas de aves marinas, focas y murciélagos, sigue siendo muy apreciado incluso hoy en día, especialmente en la agricultura ecológica. Fuente: Hiding in Honduras.

UN RECURSO ESCASO, INSUSTITUIBLE Y MAL UTILIZADO

El fósforo es un recurso insustituible y no sintetizable. Las reservas son finitas y se están malgastando, ya que gran parte de los fertilizantes aplicados no son asimilados por las plantas y, a través del suelo, acaban en el mar o en los lagos, donde desequilibran los ecosistemas. Al ser un recurso tan escaso, suele ser el recurso limitante en la mayoría de ecosistemas. Es por eso que una sobrefertilización de fósforo suele ser aprovechada por las algas autótrofas para crecer descontroladamente, lo que provoca, en muchos casos, blooms que pueden generar grandes pérdidas animales, económicas y ambientales.

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Extensión de la vegetación del Mar Menor (Murcia) en 2014 y 2016. El 85% de la vegetación ha muerto en menos de dos años, debido a fuertes fenómenos de eutrofización, en los que el fósforo ha jugado un papel clave. El exceso de nutrientes hace proliferar las algas, que terminan dificultando el paso de la luz a la vegetación acúatica, produciéndose su muerte. Fuente: El País.

5 PAÍSES CONTROLAN LA PRODUCCIÓN MUNDIAL

El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés) ha estimado las reservas mundiales de fósforo en 71.000 millones de toneladas. El 90% de éstas están en manos de 6 países: Marruecos (donde, según la USGS, se encuentran el 75% de las reservas mundiales de este mineral), China, Argelia, Siria, Sudáfrica y Jordania. No obstante, son Estados Unidos y, sobretodo, China (el 47% de la producción mundial se localiza ahí) los países que, actualmente, están extrayendo mayor fósforo de sus yacimientos. Una producción que ha ido en aumento en los últimos años, y que irá a más en las próximas décadas. Según este reciente artículo de Nature, será necesario duplicar, para el año 2050, el uso de los fertilizantes fosfatados para cubrir la demanda de alimentos, en un mundo donde ya habrá 9.000 millones de humanos. Pero, para entonces, ya se habrá utilizado más de la mitad del fósforo existente en los yacimientos. Este otro estudio alertó de la posibilidad de que estuviéramos alcanzando el punto máximo de la producción de fósforo, si bien nuevos cálculos estiman su punto máximo entorno al año 2040. Sea como sea, de seguir con la producción actual las reservas se agotarán en no más de 100 años. 

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Reservas mundiales de roca fosfórica por país. Marruecos capitaliza las reservas, seguida de China y Argelia. Alrededor de un 90% de las reservas mundiales de fósforo se encuentran en África, lo cual hace presuponer un futuro en el que este continente jugará un papel importantísimo en las negociaciones para hacerse con este recurso finito. Fuente: WRForum.

LA GEOPOLÍTICA ENTRA EN ESCENA

Un síntoma de la posible escasez de fósforo en un futuro no muy lejano es la subida de precios del fósforo que se viene observando recientemente, debido a la creciente demanda. Entre 2007 y 2008 el precio de la tonelada de fosfatos llegó a triplicarse respecto a los valores de 2005, y a costar hasta 9 veces más que en los años 70. Además, se ha calculado que para 2035 la demanda de fósforo superará a la oferta, con lo que los precios aumentarán aún más y, con ellos, las tensiones políticas. No ajenos a ello, numerosos países están ya moviendo ficha para asegurarse un suministro de este valioso recurso para unas décadas más. China, por ejemplo, que ahora mismo es el mayor productor (que no el poseedor de las mayores reservas) ha empezado a establecer aranceles del 135% a sus exportaciones. Estados Unidos, por otro lado, ha firmado un tratado de libre comercio bilateral con Marruecos, lo que le de da derechos de explotar sus yacimientos de fosfato a largo plazo. Teniendo en cuenta que la mayor parte de las reservas de fosfato de Marruecos se encuentran en el Sahara Occidental (región que ha luchado por su independencia desde su ocupación en 1975) no es de extrañar que Estados Unidos siempre haya apoyado a Marruecos en el Consejo de Seguridad de Naciones Unidas, vetando cualquier propuesta a favor de la independencia del Sahara Occidental. 

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Incremento en los precios de diferentes minerales fosfatados. Se espera un aumento del precio aun mayor en las próximas décadas, a medida que los yacimientos de fosfato vayan agotándose. Fuente: USDA.

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Estimación de la evolución de la producción de roca fosfórica y momento en el que alcanzará el pico de producción. Muchos científicos concuerdan en que las reservas durarán entre 60 y 130 años más. Fuente: Cordell et al., 2009.

LAS SOLUCIONES PASAN POR VOLVER A LAS RAICES

A tenor de las últimas estimaciones, los yacimientos de fósforo se agotarán, afectando a los cultivos de todo el mundo. Esta disminución de la producción alimentaria tendrá una repercursión global, sobretodo en los países más pobres, los más susceptibles a un posible decrecimiento de la producción de alimentos. De no establecer medidas de reducción de la población mundial, la falta de fósforo combinada con el cambio climático provocará tensas relaciones entre numerosos países, pudiendo desembocar en conflictos geopolíticos de escala planetaria.

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Según Metson et al. (2016) una dieta basada en los vegetales ayudaría a reducir la demanda de fósforo. Según sus cálculos, una persona vegetariana requiere de, aproximadamente, 4 kg de roca fosfórica al año, casi 3 veces menos que una dieta predominantemente carnívora, que consume cerca de 11.8 kg de fósforo al año. Fuente: Jeremy Keith.

Es por ello que la principal solución pasa por utilizar el fósforo de una manera más racional y de reciclarlo tanto como sea posible. Hoy en día, entorno a un 80% del fósforo se pierde entre la explotación del mineral, su transporte y su aplicación en los campos, lo cual nos exige a hacer un uso más sostenible de este recurso. No obstante, será su reciclaje el que podrá mantener la producción alimentaria mundial. La principal propuesta sería volver a los inicios: recolectar las heces y orina humanas,  generadas en las ciudades y pueblos, para recuperar ese fósforo que de otro modo acabaría en el medio acuático. I es que aproximadamente el 100% del fósforo consumido por la humanidad a través de los alimentos es excretado en forma heces y orina. Recolectarlo sería como un arma de doble filo: por un lado satisfaríamos la demanda de fósforo de los cultivos y, por otro, evitaríamos que un exceso de estos nutrientes eutrofizaran el agua. Por otro lado, promoviendo un cambio en la dieta, priorizando las verduras en lugar de la carne, se lograría reducir la demanda de fósforo entre un 20 y un 45%, según Cordell et al. (2009).  Otras soluciones pasan por recuperar el uso del estiércol en aquellas zonas más rurales y menos tecnificadas y promover el compostaje de los residuos alimentarios en hogares, fábricas y establecimientos comerciales. Por último, un residuo de las depuradoras de aguas residuales, llamado estruvita (fosfato hidratado de amonio y magnesio) podría ayudar a fertilizar los campos de una manera efectiva y limpia.

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El  mineral de estruvita, como el de la imagen, es obtenido de forma espontánea en depuradoras de aguas residuales. A pesar de que ocasiona problemas de obstrucción en las tuberías de las depuradoras debido a su cristalización, podría ser utilizado como un sistema limpio de fertilización que aportaría fósforo, nitrógeno y magnesio. Fuente: Creative Commons.

La locura iniciada a principios del siglo XX con la explotación de la roca fosfórica para producir alimentos a mansalva está llegando a su fin, y esto nos exige adaptar nuestros cultivos y, quizá, nuestro estilo de vida, a un futuro que tendrá que beber mucho de la forma de proceder en el pasado. Urge un cambio de mentalidad, centrado en una reducción de la población mundial y una mayor sostenibilidad de los recursos naturales, si de verdad queremos garantizar un mundo en el que ninguna persona tenga que pasar hambre.

BIBLIOGRAFIA

Los humanos lo hemos vuelto a hacer: el Antropoceno, otro hito (bochornoso) de la humanidad

Los libros de ciencia tendrán que modificarse de nuevo. A las ya conocidas épocas geológicas del Cámbrico, Jurásico o Pleistoceno habrá que añadir, desde ahora, otra más: el Antropoceno. A finales de agosto de este año se confirmó lo que era ya un secreto a voces: los humanos hemos intervenido tanto en los procesos terrestres que hemos llegado a cambiar incluso el propio ciclo natural del planeta. Las consecuencias ya las estamos sufriendo, y la huella humana quedará presente en nuestro planeta hasta después de nuestra desaparición.

INTRODUCCIÓN

La historia del hombre actual, el Homo sapiens sapiens, no fue sencilla en sus inicios. Se cree que aparecimos en el Paleolítico medio, hace unos 200.000 años atrás, en África. En aquellos tiempos el ser humano ya era un buen cazador, pero también era cazado, y aunque la especie era próspera y se expandía por el planeta, lo hacía a marchas forzadas y siempre a remolque de cambios climáticos severos. Tardó 100.000 años en salir de África y otros 80.000 hasta llegar a América. Durante todo ese tiempo y hasta prácticamente nuestros días, el ser humano estaba a merced de la Tierra y sus caprichos, la cual decidía a su antojo el destino de nuestros ancestros. No obstante, las glaciaciones acabaron, el Holoceno empezó y, con ello, un avance tecnológico sin precedentes. La revolución industrial transformó definitivamente al ser humano y su forma de interactuar con el mundo, y éste sufrió las devastadoras consecuencias de una especie ambiciosa e inconsciente de su enorme influencia global.

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El ser humano ha sido, la mayor parte de su existencia, una especie nómada, con una fuerte dependencia de las condiciones ambientales que condicionaban sus presas. Con la agricultura y la ganadería se forman los primeros pueblos, que conducirán al estilo moderno de hoy en día. Fuente: Return of Kings.

¿QUÉ ES UNA ÉPOCA GEOLÓGICA Y CÓMO SE ENTRA O SE SALE DE ELLA?

A primera vista, puede parecer una mera cuestión sintáctica, o un capricho de geólogos. No obstante, designar una época geológica es importante a la hora de delimitar grandes periodos de tiempo que han gozado de condiciones ambientales similares. Por regla general, una época geológica suele durar no menos de 2 millones de años, y se usa el registro fósil en busca de una importante discontinuidad en el patrón típico de la biota de la época. Por lo tanto, una época suele terminarse al ocurrir un cambio brusco en el clima (el Pleistoceno termina con la última de las grandes glaciaciones) que conlleva a cambios en la biota (el meteorito que extinguió a los dinosaurios no avianos terminó con el período Cretácico).  Sin embargo, estos cambios bruscos deben darse de forma global y en un corto espacio de tiempo para que realmente pueda considerarse que se ha cambiado de época geológica.

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La Tierra se divide en periodos que a su vez se dividen en épocas geológicas. Éstas están marcadas por periodos de tiempo relativamente estables y/o con una biota característica. Suelen terminarse por eventos que comportan cambios drásticos para los seres vivos a escala planetaria. Fuente: philipmarshall.net.

EL ANTROPOCENO

El término no es nuevo (empezó a utilizarse a mediados del siglo XIX, en plena revolución industrial) pero recobró importancia a principios del año 2000, de la mano de Paul Crutzen. Este químico, junto con otros colegas, descubrió los compuestos que estaban acabando con la capa de ozono, lo que le permitió ganar el Premio Nobel de Química. En su discurso, tuvo especial interés en recalcar que el Holoceno “había terminado para siempre” para dar paso al Antropoceno, la época de los humanos. Su artículo en Nature sobre el Antropoceno sentó cátedra, y desde entonces multitud de científicos han usado, sin ningún tipo de reparo, este término para referirse a la época en la que vivimos. El 29 de agosto de 2016, la comisión de expertos del Antropoceno votó, en el Congreso Geológico Internacional (IGC, por sus siglas en inglés) a favor de establecer, formalmente, el Antropoceno como una nueva época geológica.

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La revolución industrial cambió el curso de la Tierra para siempre. Ingentes cantidades de combustibles fósiles fueron quemados y sus productos emitidos a la atmósfera. El sistema productivo dio un giro, priorizando la producción y, con ello, a hacer un uso sin precedentes de los recursos del planeta. En la foto, trabajadores británicos en una fábrica de productos agrarios en 1928. Fuente: Daily mail.

PERO, ¿POR QUÉ ESTAMOS EN EL ANTROPOCENO?

Como comentábamos antes, para cambiar de época debe evidenciarse un cambio en las condiciones ambientales a escala global. Y eso es lo que está ocurriendo desde la década de los años 50 del siglo pasado, fecha en la que oficialmente se ha marcado el inicio del Antropoceno. En este artículo de Science, investigadores de todo el mundo recopilaron pruebas geológicas que demostraban con total certeza que el ser humano ha cambiado tanto el planeta que ya debe hablarse de otra época geológica. Los investigadores también señalaron a los productos de las numerosas pruebas atómicas de los años 50 como el punto de partida del Antropoceno.

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Las pruebas nucleares de los años 50, como ésta en la que se testó la primera bomba de hidrógeno (Ivy Mike) provocó la emisión de grandes cantidades de materiales radioactivos en la atmósfera. Estas partículas fueron asentándose y eso ha permitido a los investigadores disponer de pruebas para demostrar el impacto de las acciones humanas a escala global. Fuente: CBC.

EVIDENCIAS DEL ANTROPOCENO

Desde el inicio de la revolución industrial, hace más de dos siglos, numerosos depósitos antropogénicos  han ido sedimentando en la corteza terrestre, desde nuevos minerales y rocas hasta alumnio, cemento y derivados del petroleo como los plásticos. Justo después de estas lineas, las principales evidencias esgrimidas por los investigadores para justificar el cambio de época:

Los altos niveles de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), plásticos, fertilizantes y plaguicidas en sedimentos. La combustión de petróleo, carbón y otros productos derivados de la madera son el origen de grandes cantidades de PAHs en la atmosfera, que acaban asentándose en la corteza terrestre y los seres vivos. Por lo que respecta a los fertilizantes, nutrientes tan poco abundantes en el suelo como el nitrógeno y el fósforo se han duplicado en el último siglo,  debido al creciente número de campos de cultivo, que en muchos de los casos siguen el modelo intensivo para maximizar la producción. Por otra parte, los plásticos ya están presentes en todo el mundo. Su alta resistencia a la degradación impide su reciclaje natural, lo que provoca que grandes cantidades pasen a los sedimentos y, sobre todo, al mar, donde forma auténticas islas de plástico, como la conocida Gran Isla de Plástico del Pacífico.

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El plástico es el producto derivado del petróleo más extendido en la Tierra. Su impacto sobre el medioambiente es uno de los más graves en la actualidad, y su sedimentación a escala global dejará restos de nuestra presencia hasta miles de años después de nuestra desaparación. Fuente: The Guardian.

Los elementos radiactivos de las pruebas nucleares. A la detonación de la bomba atómica de la Trinidad en 1945 en Nuevo México (EUA), le siguió una gran lista de otras pruebas nucleares, en plena Guerra Fría. Como resultado, grandes cantidades de carbono-14 y de plutonio-239, entre otras moléculas, fueron lanzadas a la atmósfera y sedimentadas años después en muchas partes del globo, constituyendo una prueba fehaciente del gran impacto humano en la Tierra.

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Este core, extraído por los geólogos que han determinado que estamos en una nueva época, muestra la acumulación de material de origen humano en los sedimentos de un lago de Groenlandia. En él se encontraron pesticidas, nitrógeno radioactivo, metales pesados,  incrementos de la concentración de gases de efecto invernadero y plásticos. Fuente: Science.

Las altas concentraciones de  CO2 y CH4 en la atmosfera. A partir de 1850 y sobre todo en las décadas siguientes, los niveles de estos gases en la atmósfera rompieron con el patrón típico del Holoceno, llegándose a alcanzar, en nuestro siglo, las 400 ppm (partes por millón) de CO2, un aumento de más de 150 puntos respecto a la situación pre-industrial. Este aumento de CO2 atmosférico tiene un impacto directo sobre la temperatura de la Tierra. Se cree que la temperatura global se ha incrementado entorno a 1ºC desde el año 1900, y que aumentará entre 1,5 y 3,5 °C para el año 2100.

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En este gráfico se muestra el aumento sin precedentes del CO2, metano y óxido de nitrógeno en la atmósfera. Si bien es cierto que el más conocido y el que tiene mayor impacto a gran escala es el CO2, los otros dos gases tienen un mayor poder de limitación de la disipación del calor hacia el espacio. El aumento de estos gases está estrechamente relacionado con el aumento de la temperatura mundial. Fuente: CSIRO.

El aumento del ratio de extinción de seres vivos en todas las partes del mundo como consecuencia de las actividades humanas. Desde el año 1500 la extinción de especies por parte de los seres humanos ha aumentado, pero es a partir del siglo XIX en adelante cuando las extinciones se hacen presentes en la totalidad del planeta. La distribución de las especies se ha visto alterada debido a actividades humanas como la agricultura o la deforestación y por la introducción de especies invasoras, que provocan cambios en las costumbres de las especies autóctonas y suelen llegar a desplazarlas e incluso extinguirlas. Este elevado ratio de extinción sin precedentes es considerado para muchos como un símbolo inequívoco de que estamos ante la sexta extinción masiva de la Tierra.

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Desde el inicio de la revolución industrial, el ritmo de extinción de los vertebrados es 100 veces mayor que en el pasado. A este ritmo, se estima que para los siguientes siglos el número de especies que se extinguirán alcanzará el 75% de las existentes. La línea negra punteada de este gráfico muestra el ritmo de extinción pre-industrialización, mientras que las demás hacen referencia al porcentaje acumulado de especies extintas desde el año 1500. Fuente: Science.

FUTURO

Sea cual sea el destino de la humanidad y de las acciones futuras llevadas a cabo para paliar el cambio climático, lo que está claro es que la huella humana quedará indeleble en la superficie terrestre durante millones de años, de forma parecida a la que dejaron las extinciones en masa del Pérmico o del Cretácico. Los estratos mostrarán las insensateces y los excesos llevados a cabo por nosotros, quizás como advertencia para la siguiente especie que se atreva a  relevar a la humanidad de su condición como especie dominante. 

BIBLIOGRAFÍA

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