Necesitamos fertilizantes para alimentar al planeta, pero ¿qué hacemos con sus residuos tóxicos?

Por Francisco Macías, Carlos Ruiz Cánovas y Rafael Pérez. Universidad de Huelva

Los fertilizantes fosfatados son fundamentales para mantener los actuales niveles de producción agrícola en el mundo. Para obtenerlos se necesita ácido fosfórico, que se obtiene disolviendo rocas fosfáticas con ácido sulfúrico. Inevitablemente, este proceso industrial genera un subproducto residual: el fosfoyeso.

Este residuo, fundamentalmente formado por yeso, hereda gran parte de las impurezas de los materiales con los que se obtiene. Es a menudo peligroso y altamente contaminante. Sin embargo, también contiene ciertos elementos básicos para nuestro desarrollo tecnológico actual. ¿Por qué no transformar este residuo en un recurso?

El ácido fosfórico, una materia prima esencial

Actualmente, unos 7 700 millones de personas habitamos el planeta Tierra. Algunas proyecciones indican que se podría llegar a los 9 700 millones en el año 2050. Está claro que todas estas personas necesitarán alimentarse. La agricultura proporciona una fuente básica en nuestra dieta, por lo que parece evidente que en las próximas décadas deberá incrementarse la producción agrícola.

Sin embargo, solo el 12 % de la superficie del planeta es cultivable, de forma que la capacidad para alimentar a toda la población está muy limitada. Aquí entran en juego los fertilizantes fosfatados (entre otros), que aumentan la capacidad productiva de los suelos cultivables. Así, a priori, podrían producir lo suficiente para satisfacer las necesidades de todos.

La materia prima necesaria para obtener estos fertilizantes es el ácido fosfórico, un producto muy común en la industria alimentaria (aditivo E-338). Le da esa especial característica a los refrescos de cola; se podría decir que es su secreto. Cada litro de estas bebidas contiene unos 500 miligramos.

Se explotan anualmente unos 250 millones de toneladas de rocas con minerales fosfatados para producir ácido fosfórico. Por cada tonelada de este ácido obtenida, se producen 5 toneladas de fosfoyeso. Con los esperados incrementos de población y producción agrícola, será inevitable que aumente notablemente la generación de fosfoyeso.

Se estima que la industria de fertilizantes fosfatados a nivel mundial produce 280 millones de toneladas de fosfoyeso al año. Este valor se incrementará considerablemente en tiempos venideros.

¿Qué es y qué se hace con el fosfoyeso?

El fosfoyeso es una mezcla de un material sólido (fundamentalmente yeso), un mineral comúnmente utilizado en la industria de la construcción y una parte líquida extraordinariamente ácida. Esta porción líquida está formada por ácidos fosfórico y fluorhídrico, que no pudieron ser recuperados en el proceso industrial, y ácido sulfúrico, resto de la materia prima con la que se disuelve la roca fosfatada.

En la mezcla también se acumulan grandes cantidades de metales y metaloides procedentes de los componentes originales. Muchos de ellos son áltamente tóxicos, como el arsénico o el cadmio. También contiene radionúclidos como el uranio, el radio y el radón.

Debido a esa toxicidad, la parte sólida del residuo (el yeso) tiene una aplicación muy limitada. Lo más común es depositarlo en grandes acumulaciones, habitualmente cerca de zonas costeras donde se encuentran las factorías de producción de ácido fosfórico.

Cabe destacar el estado de Florida (EE. UU.) como zona productora de ácido fosfórico y, por lo tanto, de fosfoyeso. Allí se asienta una de las mayores industrias de fertilizantes fosfatados del mundo. Solo en este estado, hay aproximadamente un billón de toneladas de fosfoyeso acumulados en unos 25 vertederos gigantescos, con extensiones de hasta 2 kilómetros cuadrados y más de 60 metros de altura. Otros ejemplos los podemos encontrar en China, Canadá, Brasil, Túnez, y un largo etcétera.

En España, esta industria no está especialmente asentada. Sin embargo, en la ciudad de Huelva (Andalucía) existe una gran acumulación de fosfoyeso con una importante repercusión social, ambiental e incluso mediática.

En esta balsa, a menos de 100 metros de la ciudad, se acumularon aproximadamente 100 millones de toneladas generadas entre 1967 y 2010. Ocupan una superficie de 12 kilómetros cuadrados. El residuo fue depositado directamente sobre las marismas del río Tinto, sin ningún tipo de aislamiento. Once años después del cese de la actividad aún no se ha ejecutado un plan de restauración que, por otro lado, esta siendo muy discutido.

Impacto ambiental del fosfoyeso

Desafortunadamente la gestión ambiental de estos residuos no es siempre la adecuada. Un claro ejemplo ocurrió en septiembre de 2016 en Mulberry (Florida). Más de 800 millones de litros de aguas radioactivas y contaminadas fueron vertidas al acuífero de Florida, la mayor y principal fuente de agua potable del Estado.

Más recientemente, el 3 de abril de 2021, el gobernador de Florida declaró el estado de emergencia en el condado Manatee (Tampa) por la posibilidad de una “descarga inminente y no controlada” del agua de otra balsa de fosfoyesos. La noticia tuvo gran repercusión en la prensa local de Huelva. Reinició la eterna discusión sobre la viabilidad del proyecto de restauración de los depósitos de fosfoyeso de Huelva.

El caso de las balsas de Huelva es singular, y su impacto ambiental relevante. Debido a su localización en las marismas del río Tinto, sufren un constante proceso de interacción con el agua del estuario asociado a las mareas. Esto fomenta un constante flujo de contaminantes hacia el estuario, y, por lo tanto, conlleva un riesgo ambiental.

¿Fosfoyeso, un residuo o un recurso?

El fosfoyeso se ha considerado tradicionalmente un residuo. Pero en los últimos años se está investigando en todo el mundo su potencial revalorización.

Este material podría ser utilizado directamente en agricultura. Su alto contenido en calcio, fósforo y azufre permitiría su uso como enmienda en suelos, mejorando sus características agronómicas. Ha sido utilizado en la industria de la construcción como aditivo en la fabricación de ladrillos, tejas, cemento e incluso en carreteras. Sin embargo, en la mayoría de los casos es necesario un tratamiento previo para evitar la liberación de contaminantes al medio ambiente. Este costoso proceso hace inviable su reciclado.

Una opción muy prometedora es la obtención de las materias primas contenidas en el fosfoyeso. Este es el caso de las tierras raras, elementos muy valiosos por su aplicación en productos tecnológicos como catalizadores, imanes, dispositivos móviles, etc. Pero estas iniciativas requieren de una inversión inicial elevada y apoyo gubernamental. En ocasiones, como la agricultura, se enfrentan con el rechazo social. Por eso las experiencias de reutilización y reciclado del fosfoyeso son muy limitadas a nivel mundial.