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Imagen: “Campo de cultivo de maíz, donde se requiere el uso de fertilizante”. Fotografía de Los Muertos Crew. Disponible en Pexels. |
Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un método para producir fertilizantes (amoniaco) utilizando la Tierra misma como fábrica. Esta técnica, según los investigadores, podría reducir drásticamente el impacto ambiental de la producción de fertilizantes, haciéndola más sostenible y reduciendo el consumo de energía y las emisiones de CO₂.
La idea surgió tras un notable descubrimiento en Malí, África Occidental, en la década de 1980. Los habitantes de la región encontraron un manantial que emanaba gas hidrógeno. “Ese fue nuestro momento Eureka”, explica la investigadora principal, Iwnetim Abate, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). “Nos dimos cuenta de que podíamos usar la Tierra como una fábrica, aprovechando su calor y presión para producir sustancias químicas como el amoniaco de una manera más limpia”.
Producción de Amoniaco: Un Proceso Contaminante
La producción actual de amoniaco es un proceso que consume mucha energía, representando aproximadamente el 2 % del consumo energético mundial. Además, por cada tonelada de amoniaco producida se emiten 2,4 toneladas de CO₂, convirtiéndolo en el mayor emisor de CO₂ en la industria química. Sin embargo, el amoniaco es esencial para mantener la producción mundial de alimentos, ya que los fertilizantes son cruciales para aumentar los rendimientos de los cultivos. Esto hace que la producción de amoniaco sea extremadamente importante para la agricultura y la estabilidad del suministro mundial de alimentos.
¿Cómo Funciona?
Los investigadores desarrollaron este sistema que mezcla agua rica en nitrógeno con rocas ricas en hierro en las profundidades de la Tierra. A través de una reacción química natural, estimulada por el calor y la presión subterráneos, se forma amoniaco. En pruebas de laboratorio, produjeron aproximadamente 1,8 kilos de amoniaco por tonelada de roca en 21 horas. Según los investigadores, la técnica se puede ampliar y no está limitada a una región específica. “Estas rocas se encuentran en todo el mundo, por lo que el método se puede aplicar globalmente”, explica Abate. Sin embargo, advierte: “Todavía hay una gran complejidad que debemos superar”. La técnica requiere perforar para encontrar rocas ricas en hierro e inyectar agua rica en nitrógeno, lo que podría requerir inversiones a largo plazo y una planificación cuidadosa para evitar impactos ambientales.
Un Costo Competitivo
Las perspectivas económicas son alentadoras. Los investigadores estiman el costo de producción en aproximadamente 55 centavos de dólar por kilo, comparable a los métodos actuales, que oscilan entre 40 y 80 centavos por kilo. El método también ofrece la posibilidad de purificar aguas residuales y producir simultáneamente materias primas útiles. Una ventaja adicional es que la técnica puede utilizar aguas residuales como materia prima. “El nitrógeno en las aguas residuales se considera actualmente un contaminante, y su eliminación cuesta dinero y energía”, explica el autor, Yifan Gao. “Pero nosotros podemos usarlo para producir amoniaco. Es una situación en la que todos ganan”.
El Amoniaco: Sustentando a Miles de Millones
La producción de amoniaco es uno de los procesos industriales más importantes del mundo. Sin amoniaco, la agricultura moderna no podría existir, ya que es una materia prima crucial para los fertilizantes. El método de producción actual, el proceso Haber-Bosch, se desarrolló a principios del siglo XX. Este proceso transforma el nitrógeno del aire y el hidrógeno en amoniaco bajo alta presión y temperatura. Si bien es esencial para la agricultura moderna, el proceso es muy intensivo en energía.
En una época en la que buscamos formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, encontrar una alternativa sostenible es crucial. Este nuevo método de producción “subterránea” podría desempeñar un papel clave. Además, podría descentralizar la producción; en lugar de unas pocas fábricas grandes, podrían surgir muchas instalaciones de producción locales más pequeñas.
Referencias:
- Gao, Y., Lei, M., Sravan Kumar, B., Smith, H. B., Han, S. H., Sangabattula, L., Li, J., & Abate, I. I. (2024). Geological ammonia: Stimulated NH₃ production from rocks [Amoníaco geológico: Producción estimulada de NH₃ a partir de rocas]. Joule, 8(12). https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.12.006
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