Análisis Químico de Fertilizantes *

Es difícil evaluar el porcentaje de análisis químicos que se realiza por medios instrumentales comparado con lo que llamamos "métodos tradicionales" (también conocidos como "por vía húmeda"). Dependiendo de los recursos disponibles y de las necesidades analíticas, seguramente existe todo un espectro de situaciones en las cuales métodos de ambos tipos coexisten en la operación diaria de laboratorios. Creo también que en la actualidad los métodos instrumentales predominan en la mayoría de los casos.

Los primeros instrumentos que tuve a mi disposición eran muy sencillos, generalmente tenían muy pocos controles y sus manuales de instrucción (de quizás no mas de 25 paginas) podían leerse en su totalidad en no mas de una hora. En contraste a lo anterior, hoy día encaramos situaciones muy diferentes. Los instrumentos aunque complejos y con mucha versatilidad, son superficialmente simples, no tienen muchos controles o indicadores visibles, generalmente todo es controlado por computadoras y los manuales son inmensos, usualmente en varios volúmenes, y desgraciadamente en ingles, o lo que es aun peor, mal traducidos de otros idiomas a el ingles. Una historia que he escuchado mucho entre mis colegas (en tono de burla y frustración) es que los manuales de instrumentos japoneses son traducidos del japonés, a el ruso, después a el hebreo, de vuelta al japonés y finalmente al ingles.

El químico de hoy día enfrenta opciones múltiples y situaciones complejas al adquirir o emplear un instrumento. Es el propósito de esta columna el ilustrar algunos aspectos de esas situaciones, y expresar ideas y recomendaciones sobre los puntos críticos de la adquisición, mantenimiento, y manejo de dicha instrumentación. Los comentarios aquí ofrecidos están basados en mi experiencia y en las observaciones que he podido hacer al hablar con usuarios de diversos países. Estas opiniones son también áreas que usualmente discuto al impartir cursos sobre diferentes temas analíticos. Los puntos que deseo tratar están resaltados en los párrafos a continuación.

No es conveniente adquirir demasiado o muy poco instrumento - El costo de la instrumentación puede ser muy considerable. Dependiendo del tipo de instrumento y de los deseos de uso, el gasto puede ser desde 15 o 30 mil dólares por limite bajo en los casos de cromatógrafos o espectrofotómetros simples, y hasta de 200 o 300 mil dólares o mas en los casos de espectrómetros muy complejos. Es por estas consideraciones que conviene definir bien las necesidades que se desean cubrir con la adquisición, y el explorar a fondo las opciones disponibles en términos de fabricantes y accesorios necesarios. También conviene recordar que la mayoría de la instrumentación es diseñada para satisfacer las necesidades científicas de laboratorios y países tecnológicamente avanzados. Hasta donde he conocido, muy poco se ha hecho por fabricar instrumentación simple y mejor adaptada a los requerimientos de países en desarrollo. Por estas razones es muy frecuente que la instrumentación que usualmente se adquiere tiene características y capacidades que sobrepasan los requerimientos reales del usuario típico. Un error común en este punto es el caso en donde se adquieren accesorios que nunca podrán utilizarse por ser superfluos o erróneos para las necesidades analíticas. Es responsabilidad de el comprador o analista el limitar lo superfluo o lujoso y optimizar lo necesario y básico en la adquisición.

Es por todas las razones arriba mencionadas que la decisión sobre compras debe hacerse responsablemente. Aquí influyen mucho las opiniones y asesoráis de los fabricantes de instrumentación cuando sugieren o definen el instrumento recomendable para un uso determinado. Sobre esto deseo mencionar que si bien esas opiniones son valiosas, no deben constituir el total de el criterio empleado en la adquisición, y debemos estar seguros que esas opiniones son en verdad útiles y adecuadas a nuestros propósitos. Cliente y vendedor deben establecer una línea de comunicación y confianza mutua que ayude a lograr éxito reciproco.

No olvidemos que los instrumentos requieren de algo mas que electricidad para funcionar - Si bien los instrumentos modernos son muy sofisticados y útiles, estos son solamente una parte de lo necesario para obtener resultados. Siempre se necesita de operadores capacitados, elementos de consumo, partes de repuesto, y de servicio técnico. Por esto, es una idea muy buena , el reservar algo de los presupuestos de compra de instrumentos, para la adquisición de todo aquello que es esencial para su operación y mantenimiento. No debemos permitir que un instrumento que cuesta 50 o 100 mil dólares no funcione por falta de algo que cuesta un 2 % o 3% del total. Con pena he observado situaciones en las que un instrumento moderno y costoso, no puede ser empleado por falta de implementos simples como son reactivos especiales, algún material o parte de consumo, o por la ausencia de personal capacitado y experto.

Aquí también conviene recordar que la educación universitaria generalmente no es suficiente para capacitar a los profesionales sobre el uso de instrumentos, y que aun cuando el usuario tiene una base adecuada de conocimientos, siempre va a tomarle tiempo el desarrollar experiencia con la instrumentación. Los cursos de análisis instrumental, ponen solamente una capa de conocimientos muy ligera y muy general en la preparación de los graduados. Afortunadamente, existen organizaciones como son las sociedades químicas, empresas privadas e institutos y universidades, dedicadas a impartir cursos de capacitación especializada, y a ofrecer ayuda técnica,. Este aspecto es también parcialmente cubierto por las empresas fabricantes de instrumentos, pero desgraciadamente muy pocas de ellas cuentan con personal de habla hispana realmente capacitado y con la experiencia adecuada para ser de utilidad a los usuarios.

Todo instrumento tiene una longevidad limitada - Si reducimos un instrumento de análisis a sus elementos básicos, vemos que es una combinación ingeniosa y funcional de partes mecánicas, componentes ópticos, circuitos electrónicos, y algoritmos de computación. Con el tiempo y el uso todas esas partes sufren deterioro y desgaste, o bien el instrumento se vuelve obsoleto cuando se introducen tecnologías mas avanzadas. Puede también suceder que cuando un instrumento esta aun en uso, su mantenimiento puede ser muy problemático por escasez de partes o por sufrir descomposturas muy frecuentes. Un caso que conozco bien, es el de uso y mantenimiento de los instrumentos de cromatografía. En mi experiencia, creo que es razonable esperar que un cromatógrafo de gases debe de funcionar por lo menos durante 15 o 20 años y uno de líquidos por 12 o 15, siempre que su empleo y mantenimiento haya sido el recomendado. Inevitablemente, todo instrumento necesita ser descartado y es nuestra responsabilidad el reconocer cuando ese momento ha llegado.

Después del ciclo de producción de un instrumento, las empresas fabricantes mantienen repuestos solamente por un periodo determinado, usualmente de 4 o 5 años. Al termino de este tiempo, los fabricantes solamente prometen "hacer un esfuerzo máximo por mantener partes" o algo parecido. Sobre este punto recuerdo una ocasión en la cual escuche de boca de personas de una de estas empresas, que "esfuerzo máximo" puede significar "no esfuerzo". Aun hoy día no entiendo bien como es que alguien puede distorsionar el lenguaje en esa forma.

Lo ultimo o mas avanzado en tecnología no es necesariamente la opción mas adecuada - Siempre es una tentación muy grande el obtener lo mas moderno y avanzado en tecnología al momento de adquirir un instrumento. En principio no hay nada erróneo en esto, pero puede haber problemas en hacerlo, y mi experiencia me ha mostrado la necesidad de ser cauteloso.

Hace algunos años tuve que hacer la decisión de adquirir 6 instrumentos por emplearse en un proyecto de biotecnología. El propósito era el análisis de 1000 muestras diarias y las partes criticas del plan incluían la instalación y funcionamiento de esos instrumentos a una fecha determinada. Al examinar las opciones del caso, el fabricante seleccionado ofreció lo ultimo en diseño y novedad en uno de los componentes de la instrumentación, los argumentos me convencieron, y la decisión fue tomada de efectuar la adquisición. Cuando las unidades se instalaron sucedió que en el lapso de aproximadamente 30 días, todas las unidades fallaron en ese componente supuestamente muy avanzado y novedoso, las fallas fueron tales que una unidad tuvo que ser reemplazada completamente. Eventualmente todos los problemas se solucionaron, pero la etapa inicial del proyecto tuvo que retrasarse. Si bien 30 días puede decirse no es un tiempo muy largo para resolver problemas cabe recordar que esto sucedió en un país donde todo esta a la mano, los envíos de partes de repuesto tardan 24 horas o menos, y donde existe contacto con un conjunto muy apreciable de expertos. En países en desarrollo, problemas de este tipo son seguramente mas difíciles de resolver.

El fabricante involucrado en el ejemplo anterior nunca explico el porque de las fallas, pero fue evidente que en las prisas por llevar algo nuevo a el mercado, los diseñadores no tuvieron tiempo suficiente para probar dichos componentes y el instrumento en total en donde estaban incorporados. Es por experiencias como esta que siempre recomiendo el esperar uno o dos años después de la introducción de un instrumento antes de adquirirlo. En ese tiempo, los problemas originales serán detectados y las soluciones serán adecuadamente comprobadas. También puedo agregar que un periodo de espera como este, seguramente no va a retrasar en mucho el progreso o trabajo que comúnmente hacemos, y si puede evitar problemas serios además de la frustración que estos implican.

En esta columna de artículos sobre Química Analítica el Dr. Esquivel discute muchos tópicos y problemas asociados a su especialidad. Si tiene algún comentario, sugerencia o preguntas específicas sobre algún problema, si desea contactar al autor o le interesa que se aborde algún tema en particular, favor de dejarnos sus comentarios o datos haciendo clic aquí.

Información sobre el Autor. - El Dr. J. Benjamín Esquivel H. ha trabajado como investigador durante 21 años en laboratorios industriales de análisis químicos. Así mismo ha ocupado posiciones académicas y con empresas fabricantes de instrumentación. Su especialidad profesional es el campo de las separaciones cromatográficas y la espectroscopia. Es conferencista frecuente en congresos internacionales donde imparte cursos de cromatografía y charlas de sesiones plenarias.

Para quienes hemos dedicado nuestra vida profesional al campo de los análisis químicos, ha sido fascinante, y al mismo tiempo sorprendente, el observar la evolución de las últimas décadas en la Química Analítica. El aspecto fascinante de estos cambios ha sido el incremento en complejidad, capacidad y refinamiento de las técnicas y su instrumentación. Lo sorprendente es la velocidad de los cambios, y la abundancia y calidad de resultados obtenibles. Todo este progreso y cambios han transformado nuestra vida profesional y han permitido logros casi milagrosos en muchos campos científicos y en el desarrollo de procesos industriales.

La evolución de las técnicas analíticas ha sido catalizada en gran parte por las demandas sociales por medios de vida mejores, recursos más abundantes, productos libres de riesgos y más accesibles a una mayor proporción de consumidores. Otro aspecto de estas demandas ha sido la preocupación por la preservación del medio ambiente, y los deseos de expectativas de vidas más largas y saludables. Por otro lado es también claro, que la competencia en mercados globales ha sido tal que las empresas químicas se han visto en la necesidad de incrementar sus recursos y capacidades en el campo analítico para mantener su presencia competitiva en los mercados.

Una lista y descripción breve de los cambios evolutivos más notables en el área de análisis químicos en épocas recientes, es la siguiente:

• El desplazamiento de los métodos químicos tradicionales por técnicas instrumentales. Entendemos por métodos tradicionales aquellos donde se emplea una reacción química para obtener los resultados. Una vez que esto se ha establecido, es fácil reconocer que técnicas como son la Volumetría y la Gravimetría, han sido en alto grado eliminadas en los laboratorios modernos. Recuerdo ahora la anécdota de hace varios años cuando un colega de trabajo quería titular una solución y le fue muy difícil localizar una bureta para ello. Las únicas existentes estaban en las vitrinas de la exhibición histórica del laboratorio y otras estaban en posesión de un químico ya jubilado desde la década de los sesentas quien aun las emplea y rehúsa usar otros métodos. Por cierto, esta persona es un caso muy raro de devoción a la química, actualmente tiene 94 años de edad y aun trabaja medio tiempo en el laboratorio.
  
  
• El desarrollo casi "Explosivo" de las Técnicas de Separación como medios de análisis. Hoy día es casi inconcebible el imaginar un laboratorio moderno sin alguna de estas técnicas. Al mismo tiempo es difícil recordar los tiempos cuando eran solamente una curiosidad académica. Este campo, que incluye primordialmente la cromatografía (en un numero muy grande de formas), y la electroforesis, ha resultado ser uno de los más populares y versátiles, y sus aplicaciones se extienden a muchos campos científicos. No es exageración el afirmar que su desarrollo ha sido fascinante y su uso ha permitido realizar estudios y avances casi milagrosos en la industria química. En artículos futuros hablaremos mas de la importancia y uso de estas tecnologías.

• El incremento y disminución en la popularidad y uso de la de las Espectroscopias Ópticas. Los instrumentos modernos de Ultravioleta, Visible, Infrarrojo, Fluorometría, etc., aun son parte integral de todo laboratorio de análisis e investigación. Pero a pesar del grado de avance de estos instrumentos, las técnicas a que pertenecen hoy día se consideran "maduras"y han recibido pocas innovaciones en épocas recientes. Estas tecnologías alcanzaron su cenit en la década de los 50s y 60s y su uso disminuyo mucho con la introducción de las técnicas de separación, transformándose en gran parte como accesorios de las técnicas cromatográficas. En forma similar, las técnicas electroquímicas (Polarografía, Potenciometría, Amperometría, etc.) también han sufrido los mismos cambios y ya no son tan comunes en la actualidad. En forma humorística hay quien afirma que lo único que previene la extinción final de la electroquímica es el hecho de que hay un detector de ese tipo empleado en cromatografía de líquidos.

• El alcance de la madurez en la Espectroscometría de Masas, la Resonancia Magnética Nuclear, la Absorción Atómica y la Espectroscopia basada en plasmas. La certeza en la identificación de compuestos o elementos, y su determinación a niveles muy bajos o en muestras muy complejas, no es posible sin el uso de estas técnicas ya establecidas y ampliamente utilizadas. Una de las pocas limitantes de esta instrumentación es la "barrera del costo" ya que requieren una inversión elevada para su adquisición y un grado de entrenamiento y experiencia considerable para ser empleadas.

• La Introducción de Microprocesadores y Computadoras para el control de instrumentos y procesamiento de datos. Estos dos avances muy notables son quizás los más revolucionarios y más generales de todos. Ambos han permitido incrementar la productividad en términos de resultados generados, y al mismo tiempo refinar el funcionamiento de los instrumentos. Asimismo han requerido mas dedicación del profesional para dominar los cambios que han introducido, no solamente en la forma de operación de los instrumentos, sino también en la filosofía de trabajo en los laboratorios. Hace algún tiempo, cuando asistí a un congreso multinacional de química, me sorprendió escuchar una presentación donde se describía una encuesta en la que se encontró que muchos químicos de generaciones recientes consideran a las computadoras como instrumentos de análisis químico. Este hecho nos habla de la transformación que los avances tecnológicos han introducido en la mentalidad de nuestro trabajo.

• Los Avances en Automatización. Uno de los lemas frecuentes en la industria química es el de "Hacer más con Menos". Esto es algo que ha sido en mucho posible gracias al alto grado de automatización en los instrumentos. Cuando empezaba mi carrera en el campo de la cromatografía, tuve oportunidad de probar algunos instrumentos supuestamente automáticos (auto inyectores, recolectores, etc.) En mi experiencia esos equipos nunca funcionaron apropiadamente. También, y con cierto grado de entretenimiento, fui testigo de demostraciones llevadas a cabo por técnicos de las casas fabricantes de dichos instrumentos, en ninguno de los casos que observé hubo una demostración exitosa. Hoy día en contraste, los equipos son muy confiables y son indispensables en el laboratorio. Para mi y muchos colegas, las épocas heroicas de operaciones tediosas de tipo manual, ya han pasado a la historia.

• El desarrollo y la aceptación de Técnicas Conjuntas. Quizás este desarrollo de técnicas aunadas fue un hecho de "evolución natural" y casi obvia en el desarrollo de las técnicas analíticas. Si a un momento dado se contaba con técnicas de separación excelentes (cromatografía por ejemplo) y con medios de identificación muy confiables (como espectrometría de masas o resonancia magnética nuclear), el paso obvio a las técnicas conjuntas no se hizo esperar. Es indudable que la combinación cromatografía de gases (o líquidos) -espectrometría de masas ha alcanzado un nivel de madurez tal que permite su uso casi rutinario. Hoy día no es raro encontrar esta instrumentación aun en laboratorios de medios económicos modestos dado que el costo se ha reducido a niveles "razonables'. Desgraciadamente otras combinaciones (cromatografía liquida-resonancia magnética, ionización por plasmas-espectrometría de masas, etc.) han evolucionado mas lentamente debido a su complejidad.

Si bien los cambios que hemos observado en las ultimas décadas del siglo XX han sido muy notables y revolucionarios, es claro que no se ven límites en el horizonte que prevengan cambios aun más sorprendentes. ¿Que tipo de sorpresas e innovaciones nos traerá el futuro?, Creo que ello es una interrogante tan amplia que merece una discusión adecuada en artículos futuros.

Este artículo es el primero de una serie de cinco que se presentan en el portal. En esta columna de artículos sobre Química Analítica el Dr. Esquivel discute muchos tópicos y problemas asociados a su especialidad. Si tiene algún comentario, sugerencia o preguntas específicas sobre algún problema, si desea contactar al autor o le interesa que se aborde algún tema en particular, favor de dejarnos sus comentarios o datos haciendo clic aquí.

Información sobre el Autor. - El Dr. J. Benjamín Esquivel H. ha trabajado como investigador durante 21 años en laboratorios industriales de análisis químicos. Así mismo ha ocupado posiciones académicas y con empresas fabricantes de instrumentación. Su especialidad profesional es el campo de las separaciones cromatográficas y la espectroscopia. Es conferencista frecuente en congresos internacionales donde imparte cursos de cromatografía y charlas de sesiones plenarias.

Tipos de abonos y fertilizantes

DEFINICIONES

1. Macroelementos: este grupo incluye a los macroelementos primarios (nitrógeno, fósforo y potasio) y a los secundarios (calcio, magnesio y azufre).

2. Microelementos: cada uno de los elementos químicos siguientes: boro, cloro, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y cinc.

3. Fertilizante o abono : cualquier sustancia orgánica o inorgánica, natural o sintética que aporte a las plantas uno o varios de los elementos nutritivos indispensables para su desarrollo vegetativo normal.

4. Fertilizante o abono mineral: todo producto desprovisto de materia orgánica que contenga, en forma útil a las plantas, uno o más elementos nutritivos de los reconocidos como esenciales al crecimiento y desarrollo vegetal.

5. Fertilizante o abono mineral simple: producto con un contenido declarable en uno solo de los macroelementos siguientes: nitrógeno, fósforo o potasio.

6. Fertilizante o abono mineral complejo: producto con un contenido declarable de más de uno de los macroelementos siguientes: nitrógeno, fósforo o potasio.

7. Fertilizante o abono orgánico: el que procediendo de residuos animales o vegetales, contenga los porcentajes mínimos de materia orgánica y nutrientes, que para ellos se determinen en las listas de productos que sean publicadas por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

8. Fertilizante o abono organo-mineral: producto obtenido por mezcla o combinación de abonos minerales y orgánicos.

9. Fertilizante o abono mineral especial: el que cumpla las características de alta solubilidad, de alta concentración o de contenido de aminoácidos que se determine por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

10. Corrector de carencia de microelementos: el que contiene uno o varios microelementos y se aplica al suelo o a la planta para prevenir o corregir deficiencias en su normal desarrollo.

11. Enmienda mineral: cualquier sustancia o producto mineral, natural o sintético, capaz de modificar y mejorar las propiedades y las características físicas, químicas, biológicas o mecánicas del suelo.

12. Enmienda orgánica: cualquier sustancia o producto orgánico capaz de modificar o mejorar las propiedades y las características físicas, químicas, biológicas o mecánicas del suelo.

13. Riqueza o concentración de un abono: contenido en elementos fertilizantes asimilables por las plantas. Para un determinado elemento, se expresa en tanto por ciento de unidades fertilizantes. La legislación establece unas cantidades mínimas para poder considerar que un determinado producto contiene el elemento en cuestión. En España, el contenido de cada uno de los elementos que determinan la riqueza garantizada de cada producto, se expresa de la siguiente forma y en el siguiente orden:

-N, para todas las formas de nitrógeno.

-P 2 O 5, para todas las formas de fósforo.

-K 2 O, para todas las formas de potasio.

-CaO, para todas las formas de calcio.

-MgO, para todas las formas de magnesio.

-SO 3 , para todas las formas de azufre.

-B, para todas las formas de boro.

-Cl, para todas las formas de cloro.

-Co, para todas las formas de cobalto.

-Cu, para todas las formas de cobre.

-Fe, para todas las formas de hierro.

-Mn, para todas las formas de manganeso.

-Mo, para todas las formas de molibdeno.

-Zn, para todas las formas de cinc.

Factor de conversión entre cada elemento y la forma indicada.

14. Concentración de un abono compuesto o contenido útil de un abono: suma de la riqueza de los elementos que lo componen. En los abonos simples equivale a la riqueza. Según este concepto los fertilizantes se clasifican en: fertilizantes de baja concentración (concentración < 35 %) y fertilizantes de alta concentración (concentración ³ 35 %).

15. Equilibrio de un abono compuesto: relación existente entre los elementos que lo componen. Para su cálculo normalmente se toma como referencia el nitrógeno, dividiendo cada riqueza por la correspondiente al nitrógeno.

ESTADO FÍSICO Y PROPIEDADES QUÍMICAS

El estado físico en que se presenta un abono, que puede ser sólido, líquido y gaseoso. Juega un papel importante en las condiciones de utilización y la eficacia del abono, ya que tanto la homogeneidad de la distribución como su integración más o menos completa en el suelo, van a depender de dicha presentación.

Los abonos sólidos son los de mayor uso en España y suelen presentarse en las siguientes formas:

a) Abonos en polvo, con grado de finura variable según el tipo de fertilizante. Normalmente no son aconsejables, ya que su manejo resulta molesto, entorpecen el funcionamiento de la máquinas y sufren pérdidas en la manipulación. Sin embargo, esta forma sin puede ser apropiada cuando la solubilidad en agua es escasa o nula, y resulta idónea en los casos en los que el abono se mezcla íntimamente con el suelo.

b) Abonos granulados. Aquéllos en los que al menos el 90 % de las partículas presentan un tamaño de 1-4 mm. Esta presentación permite un manejo más cómodo, un mejor funcionamiento de las abonadoras, una dosificación más exacta y una distribución sobre el terreno más uniforme.

c) Abonos cristalinos, que facilitan la manipulación y distribución.

d) Abonos perlados ( prill ). Mediante el sistema de pulverización en una torre de gran altura, se obtienen esferas de tamaño muy uniforme, al solidificarse las gotas durante la caída.

e) Abonos macrogranulados. Constituidos por grandes gránulos, de 1-3 cm de diámetro e incluso mayores, de liberación progresiva de los elementos nutritivos.

Dentro de los fertilizantes líquidos , los tipos más característicos son los siguientes:

a) Suspensiones . Gracias a la utilización de arcillas dispersas en el agua pueden mantenerse soluciones sobresaturadas de alguna sal (generalmente cloruro potásico) para alcanzar concentraciones totales elevadas en forma líquida. Para mantener las suspensiones se requiere una agitación periódica.

b) Soluciones con presión: soluciones acuosas de nitrógeno en las que participa como componente el amoníaco anhidro con concentración superior a la que se mantiene en equilibrio con la presión atmosférica. Para su aplicación se requieren equipos especiales que soporten la presión adecuada.

c) Soluciones normales o clara sin presión: soluciones acuosas que contienen uno o varios elementos nutritivos disueltos en agua.

Los abonos líquidos ofrecen las siguientes ventajas respecto a los sólidos:

- Su manejo es totalmente mecanizable.

- Se alcanza un gran rendimiento en la aplicación.

- Se consigue una gran uniformidad en la distribución sobre el terreno.

Entre los abonos gaseosos únicamente se emplea el amoníaco anhidro, que es una gas a la temperatura y presión normal. Para que pase a estado líquido y facilitar el almacenaje y el transporte, se comprime y vuelve a transformarse en gas cuando se inyecta en el suelo.

Las propiedades químicas de los fertilizantes determinan tanto su comportamiento en el suelo, como  su manipulación y conservación. Destacan las siguientes:

a) Solubilidad . La solubilidad en agua o en determinados reactivos es determinante sobre el contenido o riqueza de cada elemento nutritivo en un fertilizante concreto.

b) Reacción del fertilizante sobre el pH del suelo. Viene determinada por el índice de acidez o basicidad del fertilizante, que se corresponde con la cantidad de cal viva que es necesaria para equilibrar el incremento de acidez del suelo (fertilizantes de reacción ácida) o producir un incremento de pH equivalente (fertilizantes de reacción básica).

c) Higroscopicidad : capacidad de absorber agua de la atmósfera a partir de un determinado grado de humedad de la misma. Esta absorción puede provocar que una parte de las partículas se disuelvan, con lo que se deshace la estructura física del fertilizante. Generalmente, cuanto mayor es la solubilidad del fertilizante en agua, mayor es su higroscopicidad. Esta absorción puede provocar que una parte de las partículas se disuelvan, con lo que se deshace la estructura física del fertilizante.

CLASIFICACIÓN (ESPAÑA - Real Decreto 5 febrero 1988, sobre fertilizantes y afines).

ABONOS MINERALES CON ELEMENTOS PRINCIPALES (SÓLIDOS)

ABONOS SIMPLES

- ABONOS NITROGENADOS

a) Nitrato de calcio . Producto obtenido químicamente que contiene como componente esencial nitrato cálcico y ocasionalmente nitrato amónico. Su fórmula química es: 5 [ Ca(NO 3 ) 2 .2H 2 O ] .NH 4 NO 3 (peso molecular de 1080,5). Por tanto, este fertilizante aporta una parte de nitrógeno en forma amoniacal, que puede despreciarse en cultivos en suelo o enarenado, en los que puede considerarse como Ca(NO 3 ) 2 , pero que es conveniente considerar en cultivos sin suelo. Se emplea básicamente como fuente de calcio, pero además aporta nitrógeno.

b) Nitrato de magnesio . Producto obtenido químicamente, que se compone esencialmente de nitrato magnésico hexahidratado. Su fórmula química es: Mg(NO 3 ) 2 .6H 2 O (peso molecular 256,3). Se emplea para suministrar magnesio cuando no es limitante el aporte de nitrógeno.

c) Nitrato amónico . Producto obtenido químicamente, que contiene como componente esencial nitrato amónico. Su fórmula química es: NH 4 NO 3 (peso molecular de 80). Aporta nitrógeno tanto en forma nítrica como amoniacal. Se emplea frecuentemente en la fertirrigación de cultivos en suelo, aunque en los cultivos sin suelo también se utiliza en las etapas de rápido crecimiento para evitar excesivos aumentos del pH de la solución drenada.

d) Sulfato amónico . Producto obtenido químicamente que contiene como componente esencial sulfato amónico. Su fórmula química es: (NH 4 ) 2 SO 4 (peso molecular de 132). Es un fertilizante típico para abonado de fondo que se emplea con el fin de evitar la lixiviación del nitrógeno. No obstante, dada su gran solubilidad en agua, también se utiliza como fuente de azufre en la fertirrigación de cultivos en suelo o enarenado.

e) Nitrato de Chile . Producto preparado a partir de caliche, que contiene como componente esencial nitrato sódico.

g) Urea . Producto obtenido químicamente que contiene como componente esencial diamida carbónica (carbamida).

h) Otros : nitrato cálcico y magnésico, nitrato de sodio, cianamida cálcica nitrada, sulfonitrato de amonio o nitrosulfato amónico, sulfonitrato de magnesio o nitrosulfato magnésico, abonado nitrogenado con magnesio, crotonilidendiurea, isobutilidendiurea, urea formaldehído, abono nitrogenado que contiene crotonoilidendiurea, abono nitrogenado que contiene isobutilidendiurea, abono nitrogenado que contiene urea formaldehído, sulfato amónico con inhibidor de la nitrificación (diciandiamida), nitrosulfato amónico con inhibidor de la nitrificación (diciandiamida) y sulfato amónico-urea.

- ABONOS FOSFATADOS

a) Superfosfato normal o superfosfato simple . Producto obtenido por reacción del fosfato mineral triturado con ácido sulfúrico y que contiene como componentes esenciales fosfato monocálcico y sulfato de calcio.

b) Superfosfato concentrado . Producto obtenido por reacción del fosfato mineral triturado con ácido sulfúrico y ácido fosfórico y que contiene como componentes esenciales fosfato monocálcico y sulfato de calcio.

c) Superfosfato triple . Producto obtenido por reacción del fosfato mineral triturado con ácido fosfórico y que contiene como componente esencial fosfato monocálcico.

d) Otros : escorias de desfosforación (fosfatos Thomas, escorias Thomas), fosfato natural parcialmente solubilizado, fosfato precipitado bicálcico dihidratado, fosfato calcinado, fosfato aluminocálcico, fosfato natural blando.

- ABONOS POTÁSICOS

a) Sulfato potásico . Producto obtenido químicamente a partir de las sales de potasio y que contiene como componente esencial sulfato potásico. Su fórmula química es: K 2 SO 4 (peso molecular de 174,3). Normalmente se emplea como fuente de potasio, cuando éste no se puede aportar como nitrato potásico, con objeto de no sobrepasar los niveles de nitrógeno establecidos.

b) Cloruro potásico . Producto obtenido a partir de sales potásicas en bruto y que contienen como componente esencial cloruro potásico.

c) Otros : sal potásica en bruto, sal potásica en bruto enriquecida, cloruro potásico con sal de magnesio, sulfato potásico con sal de magnesio, kieserita con sulfato potásico.

ABONOS COMPUESTOS

- ABONOS NPK

a) Abono NPK . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

b) Abono NPK que contiene crotonilidendiurea, isobutilidendiurea o urea formaldehído , según los casos. 

- ABONOS NP

a) Abono NP . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal. En las primeras etapas de crecimiento del cultivo, es de uso muy común el fosfato monoamónico , cuya fórmula química es: NH 4 H 2 PO 4 (peso molecular de 115).

b) Abono NP que contiene crotonilidendiurea o urea formaldehído , según los casos.

- ABONOS NK

a) Abono NK . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal. Es de uso muy común el nitrato potásico, cuya fórmula química es KNO 3 (peso molecular de 101,1). Este abono es la principal fuente de potasio en fertirrigación y además aporta nitrógeno, siendo especialmente importante en aguas de baja calidad agronómica.

b) Abono NK que contiene crotonilidendiurea, isobutilidendiurea o urea formaldehído , según los casos.

- ABONOS PK

a) Abono PK . Producto obtenido químicamente o por mezcla, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal. Es de uso muy común el fosfato monopotásico en fertirrigación, cuya fórmula química es KH 2 PO 4 (peso molecular de 136,1). Este abono se emplea básicamente como fuente de fósforo, aunque también suministra potasio, en aguas con pocos bicarbonatos en las que no se puede aplicar todo el fósforo como ácido fosfórico.

ABONOS MINERALES CON ELEMENTOS PRINCIPALES (LÍQUIDOS)

- ABONOS SIMPLES

a) Abonos obtenidos químicamente y por disolución acuosa : solución de abono nitrogenado, solución de nitrato amónico-urea, solución de nitrato magnésico.

b) Productos obtenidos por disolución en agua: solución de nitrato cálcico.

c) Productos obtenidos químicamente o por dilución en agua : solución de abono nitrogenado con urea formaldehído.

d) Productos obtenidos químicamente o por suspensión en agua : suspensión de abono nitrogenado con urea formaldehído.

e) Productos obtenidos por vía química : solución amoniacal, amoníaco anhidro, solución de nitrato amónico y amoníaco con o sin urea, ácido nítrico, solución ácida de abono nitrogenado con azufre. La fórmula química del ácido nítrico es HNO 3 (peso molecular de 63) y se trata de un ácido fuerte cuya principal función, aparte de suministrar nitrógeno al cultivo, es la de acidificar el agua de riego, para conseguir un pH óptimo de 5,5-6. Para ello, en los sistemas de fertirrigación más sofisticados, es frecuente que se inyecte desde un depósito independiente al resto de fertilizantes, controlándose dicha inyección mediante lecturas de un pH-metro, hasta alcanzar el valor deseado. La reducción del pH del agua tiene lugar por la destrucción de los bicarbonatos según la siguiente reacción:

HCO 3 - + H + - > H 2 O + CO 2

Cuando en el agua de riego quedan aproximadamente 0,5 mmol.l -1 de bicarbonatos, el pH se sitúa en torno a 5,5-5,8, por lo que a la hora de realizar cálculos de abonado, se debe dejar esa cantidad sin neutralizar, ya que a partir de ese punto se produce una bajada brusca de pH con pequeñas adiciones de ácido. En caso de presencia de carbonatos (CO 3 2- ), es necesaria la adición de 2 moles de ácido por cada mol de carbonatos.

La acidificación del agua de riego no sólo conviene para favorecer la asimilación de los distintos nutrientes, sino también para prevenir la formación de ciertos precipitados a pH elevado (foafatos de hierro o calcio, carbonatos, etc.), que pueden provocar precipitaciones en las instalaciones de riego.

El ácido nítrico también se emplea en los tratamientos de limpieza de las instalaciones de riego por goteo, que suelen realizarse en algunos cultivos al finalizar la campaña agrícola, con objeto de eliminar los microorganismos, precipitados y sedimentos sólidos que hayan podido atravesar los filtrod de la instalación. Con dicho fin, se dejan llenar de agua las tuberías de riego y, una vez alcanzada la presión de trabajo, se mantiene la instalación con agua a pH 2 durante una hora aproximadamente. Posteriormente, ala mayor presión posible, se abren los extremos de las tuberías primarias hasta que salga el agua limpia; se cierran y se realiza la misma operación con el resto de tuberías y ramales portagoteros. En los casos en los que no es posible el control del pH del agua, se suele inyectar una cantidad aproximada de 4 litros por cada 1000 m 2 de ácido nítrico y se detiene el suministro cuando empieza a salir la solución por los goteros, manteniendo así la instalación durante 15 minutos, trancurridos los cuales, se realiza un lavado con agua sola para eliminar las posibles inscrustaciones.

Características de los preparados comerciales de ácido nítrico

f) Producto obtenido por ataque ácido de la roca fosfórica : ácido fosfórico. Su fórmula química es: H 3 PO 4 (peso molecular de 98). Al igual que el ácido nítrico, interviene en la destrucción de los bicarbonatos. También se emplea como fuente de fósforo tanto en cultivos en suelo o en enarenado como en cultivos sin suelo.

Características de los preparados comerciales de ácido fosfórico

     Características de los fertilizantes más usados

ABONOS COMPUESTOS

a) Solución de abono NPK . Producto obtenido químicamente y por disolución en el agua, en forma estable a la presión atmosférica, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

b) Suspensión de abono NPK . Producto en forma líquida cuyos elementos fertilizantes proceden de sustancias tanto en suspensión como disueltas en el agua, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

c) Solución de abono NP . Producto obtenido químicamente y por disolución en el agua, en forma estable a la presión atmosférica, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

d) Suspensión de abono NP . Producto en forma líquida cuyos elementos fertilizantes proceden de sustancias tanto en suspensión como disueltas en el agua, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

e) Solución de abono NK . Producto obtenido químicamente y por disolución en el agua, en forma estable a la presión atmosférica, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

f) Suspensión de abono NK . Producto en forma líquida cuyos elementos fertilizantes proceden de sustancias tanto en suspensión como disueltas en el agua, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

g) Solución de abono PK . Producto obtenido químicamente y disuelto en el agua, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal.

h) Suspensión de abono PK . Producto en forma líquida cuyos elementos fertilizantes proceden de sustancias tanto en suspensión como disueltas en el agua, sin incorporación de materia orgánica fertilizante de origen animal o vegetal

ABONOS MINERALES CON ELEMENTOS SECUNDARIOS (ABONOS QUE CONTIENEN CALCIO, MAGNESIO O AZUFRE COMO ELEMENTO FUNDAMENTAL)

a) Sulfato de magnesio . Producto que contiene como componente esencial sulfato de magnesio con siete moléculas de agua (MgSO 4 .7H 2 O; peso molecular de 246,3). Es la fuente de magnesio más utilizada.

b) Solución de cloruro de magnesio . Producto obtenido mediante disolución en agua de sulfato de magnesio de origen industrial.

c) Sulfato de calcio . Producto de origen natural o industrial que contiene sulfato cálcico con diferentes grados de hidratación.

d) Solución de cloruro de calcio . Solución de cloruro cálcico de origen industrial.

e) Azufre elemental . Producto de origen natural o industrial más o menos refinado.

f) Otros : kieserita, hidróxido de magnesio, suspensión de hidróxido de magnesio, solución de cloruro de magnesio.

ABONOS MINERALES CON MICROELEMENTOS

Se denominan micronutrientes u oligoelementos a aquellos elementos nutritivos que, siendo esenciales, son utilizados por las plantas en cantidades relativamente bajas. Los de naturaleza metálica (Fe, Mn, Cu y Zn) están presentes en suelos y sustratos principalmente como óxidos o hidróxidos u otras sales bastantes insolubles a pH básicos o alcalinos. El boro (B) y el molibdeno (Mo) son necesarios en cantidades aún menores, son más solubles y su presencia depende del contenido en el agua de riego u otros materiales aportados (ej: materia orgánica). Su rango de normalidad es muy estrecho, por lo que hay que vigilar su aporte, tanto por defecto como por exceso.

El cloro es requerido en bajas concentraciones por la planta, aunque generalmente se halla en cantidad más que suficiente en el agua de riego y en los fertilizantes utilizados habitualmente.

En riego localizado por goteo se hace imprescindible la aplicación de micronutrientes, debido a que las raíces de las plantas exploran un volumen de suelo limitado por el bulbo del gotero, cuyo contenido en oligoelementos puede ser insuficiente.

Tradicionalmente se empleaban al final de riegos puntuales durante períodos de elevados requerimientos, pero actualmente, conocida su importancia, se tiende a aportarlos como un fertilizante más e incluso buscando un equilibrio nutritivo de forma similar a como se realiza en hidroponía. No obstante, cualquiera que sea la forma de aplicación, conviene aportarlos en pequeñas dosis y con frecuencia.

Por otro lado, es frecuente que se produzcan interacciones entre los micronutrientes, por lo que resulta aconsejable fertirrigar con todos ellos a la vez, para evitar posibles desequilibrios.

Puede prepararse la solución madre de oligoelementos de forma independiente al resto de fertilizantes o bien mezclarse con abonos que incorporen nitratos, siempre que se añadan antes que estos, excepto con el ácido nítrico, ya que por su bajo pH puede provocar su destrucción. En caso de aguas con pH elevado, conviene acidificar.

Los fertilizantes que incorporan micronutrientes no sólo deben ser solubles, al igual que en el caso de los macronutrientes, sino que además deben ser estables a los valores de pH del medio de cultivo. Así, en suelos de carácter básico los microelementos metálicos precipitan rápidamente hacia formas insolubles no asimilables por la planta, si se aportan en forma mineral, por lo que habría que recurrir al empleo de quelatos. Un quelato es un compuesto químico constituido por una molécula de naturaleza orgánica, que rodea y se enlaza por varios puntos a un ión metálico, protegiéndolo de cualquier acción exterior, de forma que evita su hidrólisis y precipitación. Existen numerosos tipos de quelatos autorizados:

-EDTA: Ácido Etilén-Diamino-Tetraacético.

-DTPA: Ácido Dietilén-Triamino-Pentaacético.

-HEDTA ó HEEDTA: Ácido Hidroxi-Etilén-Diamino-Triacético.

-EDDHA: Ácido Etilén-Diamino Di-orto-Hidroxi-fenil-acético.

-EDDHMA: Ácido Etilén-Diamino Di-orto-Hidroxi-para-Metil-fenil-acético.

-EDDCHA: Ácido Etilén-Diamino Di-orto-Hidroxi-para-Carboxi-fenil-acético.

La eficacia de dichos quelatos es función de su capacidad para mantener el ión en disolución, disponible para la planta. Su estabilidad en el medio depende tanto de las concentraciones de calcio y CO 2 en éste, como de su pH. Esto se justifica por el papel competidor que ejerce el ión calcio con respecto al ión quelatado, que puede desplazar dicho quelato. Sin embargo, el CO 2 al disolverse, da lugar a la formación del ión bicarbonato, que posteriormente puede precipitar calcio en forma de carbonato cálcico, disminuyendo la competencia de este último, así como el pH. Dicha reducción del pH aumenta la estabilidad de los quelatos, mientras que valores elevados provocan su descomposición y, por tanto, disminuyen su eficacia.

Bajo condiciones de pH elevado el hierro suele aplicarse quelatado con EDDHA, debido a su mayor estabilidad ante estas condiciones. No obstante, existen distintos isómeros posicionales, para-para, para-orto u orto-orto, siendo este último el único reconocido por la normativa comunitaria y española.

Otro aspecto a tener en cuenta para el uso de quelatos es su reactividad frente a los sustratos. La reactividad de los quelatos con grupos fenólicos, como orto Fe-EDDHA, no viene motivada tanto por la competencia de iones sino por la posibilidad de ser retenidos en el suelo por óxidos amorfos o materia orgánica, lo cual dificulta el transporte de hierro hacia la superficie radicular, disminuyendo su eficacia. Dicha retención depende del pH, siendo superior a bajos valores de pH, por lo que se recomienda su uso para sustratos a pH superiores a 6 ó 6,5.

En el caso de los sustratos mixtos como el “enarenado”, el quelato interacciona con todos los materiales con los que entra en contacto, debiendo tener presente la reactividad de cada uno de ellos. No obstante, son la capa orgánica y el suelo arcillosos los que más influyen en la reactividad del sustrato. Cuando la capa orgánica está neutralizada, el Fe-EDDHA o quelatos similares, son los que podrán aportar más hierro a las plantas, pero si el pH es ácido habrá que aportar Fe-DPTA o Fe-EDTA, aunque pueden precipitar en la línea de goteo o cuando entran en contacto con un suelo calizo de la capa inferior. Sin embargo, aunque la arena de la capa superior sea caliza, suele ser poco reactiva, por lo que su influencia será escasa.

Con respecto al boro y al molibdeno, no se dispone de quelatos, ya que su estructura química impide su formación, por lo que en caso de no estar presente en cantidades suficientes en el agua de riego, se aplicarán en forma de compuestos inorgánicos (ácido bórico y borax, para el boro y molibdatos amónico y sódico, para el molibdeno) o enlazados a moléculas orgánicas tipo etanolamina o trietanolamina.

ABONOS QUE SÓLO DECLARAN UN OLIGOELEMENTO

BORO: ácido bórico, borato de sodio, borato de calcio, borato etanolamina, abono boratado en solución, abono aboratado en suspensión.

COBALTO: sal de cobalto, quelato de cobalto, solución de abono a base de cobalto.

COBRE: sal de cobre, óxido de cobre, hidróxido de cobre, quelato de cobre, abono a base de cobre, solución de abono a base de cobre, oxicloruro de cobre, suspensión de oxicloruro de cobre.

HIERRO: sal de hierro, quelato de hierro, solución de abono a base de hierro.

MANGANESO: sal de manganeso, quelato de manganeso, óxido de manganeso, abono a base de manganeso, solución de abono a base de manganeso.

MOLIBDENO: molibdato de sodio, molibdato de amonio, abono a base de molibdato, solución de abono a base de molibdeno.

CINC: sal de cinc, quelato de cinc, óxido de cinc, abono a base de cinc, solución de abono a base de cinc.

ENMIENDAS MINERALES

Carbonato cálcico molido, carbonato cálcico magnésico, cal viva, cal apagada, espuma de azucarería, margas y productos similares, anhidrita, carbonato magnésico, óxido de magnesio (magnesita), merl.

ABONOS ORGÁNICOS, ORGANOMINERALES Y ENMIENDAS ORGÁNICAS

- ABONOS ORGÁNICOS

a) Abono orgánico sólido . Producto sólido obtenido a partir de residuos animales y/o vegetales.

b) Aminoácidos . Producto en solución acuosa obtenido por alguno de los siguientes procesos: hidrólisis de proteínas, fermentación o síntesis. Su aplicación ofrece una serie de ventajas: aportan nitrógeno directamente utilizable por las plantas, ahorrando el gasto energético que implica la asimilación de los nitratos y provocan un aumento de la resistencia al estrés hídrico, salinidad, heladas, etc. Además, pueden incorporar triptófano en su composición, que como precursor del ácido indolacético, potencia el desarrollo del sistema radicular.

- ABONOS ORGANO-MINERALES

a) Abono organo-mineral sólido. Producto sólido obtenido por mezcla o combinación de abonos minerales y orgánicos.

b) Abono organo-mineral líquido. Producto en solución o en suspensión procedente de una mezcla o combinación de abonos minerales con materia orgánica de origen animal o vegetal.

- ENMIENDAS ORGÁNICAS

a) Enmienda húmica sólida. Producto sólido que aplicado al suelo aporta humus, mejorando sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

b) Enmienda no húmica sólida. Producto dólido que aplicado al suelo preferentemente engendra humus, mejorando sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

c) Ácidos húmicos líquidos. Producto en solución acuosa obtenido por tratamiento o procesado de turba, lignito o leonardita.

d) Materia orgánica líquida. Producto en solución o en suspensión obtenido por trataiento o procesado de un material de origen animal o vegetal.

e) Compost. Producto obtenido por fermentación aeróbica de residuos orgánicos.

f) Turba ácida. Residuos vegetales procedentes de plantas desarrolladas y descompuestas en un medio saturado de agua y puede contener originalmente cierta cantidad de material terroso.

g) Turba no ácida. Residuos vegetales procedentes de plantas desarrolladas y descompuestas en un medio saturado de agua y puede contener originalmente cierta cantidad de material terroso.

OTROS FERTILIZANTES Y AFINES

- ABONOS ESPECIALES

a) Abono de alta solubilidad. Fertilizante o abono sólido cuyo residuo insoluble en agua a 15 ºC, es menor del 0,5 %, a la mayor dosis recomendada para su uso.

b) Producto conteniendo aminoácidos. Producto que incorpora aminoácidos obtenidos por alguno de los siguientes procesos: hidrólisis de proteínas, fermentación o síntesis.

- CORRECTORES DE CARENCIAS

a) Cobre: acetato de cobre.

b) Hierro: citrato de hierro, sulfato de hierro amoniacal.

c) Calcio: calcio quelatado o complejado, cloruro cálcico.

d) Magnesio: magnesio quelatado o complejado.

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