la problemática asociada a los fertilizantes químicos en...

La problemática asociada a los fertilizantes químicos en México y

alternativas de solución

Dra. Ana Córdova

Seminario de Investigación en Temas

Socio-Ambientales

El Colegio de Chihuahua, 9 de abril 2019

Organización de la Presentación

• Antecedentes sobre fertilizantes químicos

• Impacto social, económico y ambiental

• Alternativas a los fertilizantes químicos

• Recuperación y reuso de nutrientes

• Factibilidad del enfoque

• Agenda de Investigación-Intervención

Fertilizantes• Son:Productos que contienen nutrientes para las plantas

en forma asimilable por ellas• Aumentan el rendimiento de los cultivos• Los necesitamos para mejorar la fertilidad en:

– Suelos naturalmente pobres– Suelos que han sido degradados por extracción

excesiva de nutrientes (cosechas repetidas, cultivos de alto rendimiento)

• Entre más aumenta la población y con una superficie agrícola que ya no tiene mucha posibilidad de aumento, la alimentación (y otros productos agrícolas) depende más de fertilizantes añadidos.

Fertilizantes

• Se pueden producir sintéticamente, en cuyo caso se llaman fertilizantes químicos, sintéticos, minerales, artificiales y/o comerciales

• Otros tipos de agroquímicos son plaguicidas (herbicidas, fungicidas, bactericidas, insecticidas) y fitohormonas

• También existen fertilizantes naturales, que incluyen abonos, composta, estiércol, rastrojo, biofertilizantes, etc.

Cronología Fertilizantes Químicos MX

• Consumo de fertilizantes sintéticos desde 1950, crecimiento ininterrumpido

• 1943 empresa pública Guanos y Fertilizantes de México• 1970 cambia nombre a Fertimex (MX con las mejores

tecnologías del mundo, y exportador neto; tenía gas natural para producir amoniaco, aunque importaba roca fosfórica)

• 1990 aumenta precio de gas (y amoniaco)• 1992 se privatiza y se fragmenta Fertimex, se disparan

precios de fertilizantes• Desde 2000, MX importador neto, 63% de los

fertilizantes, prácticamente todo el P se importa

Grajeda et al. 2012

Nutrientes para las Plantas

• Hay 16 nutrientes que necesitan las plantas para crecer:

C H O N P K Ca Mg S Fe Mn Zn Cu B Mo Cl

• De estos, los macronutrientes son:

N P K Mg y S

• Y los mas importantes por la cantidad aplicada son N P K

• Importancia de aplicación balanceada

FAO, IFA 2002

Producción de N y P para fertilizantes

Depende de recursos finitos/no renovables• N:

– leguminosas y Rhizobium, algunas otras plantas– Artificialmente se fija N de la atmósfera, proceso que

consume mucha energía (combustibles fósiles)

• P:– Se mina roca fosfórica, proceso de alto impacto

ambiental– Reservas económicas hasta 2050, reservas totales

hasta 2060-2130– Concentrada en pocos países (12 países aportan 93%

de la producción; China 37%, Marruecos 32%)

Ecosanres 2008a

Impacto ambiental de los fertilizantes• En producción, transporte, aplicación• En Aire, Agua, Suelo• Recursos no renovables: quema de combustibles fósiles,

minería a cielo abierto • GEI: CO2 (mucho), N2O (310 CO2 equiv)• Descargas

– Cultivos aprovechan entre 20-40% (60-80% se descargan al ambiente) (Grajeda et al. 2012)

• Eutroficación de cuerpos de agua• Pérdida de biodiversidad (suelo y agua)• Promueve descuido de buenas prácticas agronómicas• Agotamiento de otros macronutrientes cuando solo se

aplica N

Impacto social de los fertilizantes

– Salud pública: los fertilizantes químicos son tóxicos y deben seguirse lineamientos de aplicación (trabajadores, agua subterránea)

– Acceso: su alto costo exacerba inequidad entre quienes si usan y quienes no usan

– Inequidad inter-generacional: si agotamos recursos finitos ahora, ¿qué dejamos a futuras generaciones?

– Soberanía alimentaria: se debilita por la dependencia de importaciones

– Hay quienes argumentan que no se puede mercantilizar un elemento esencial para la alimentación mundial (P) y debe haber gobernanza internacional (Ecosanres 2008a)

Impacto económico de los fertilizantes

–Representan cerca de 30% del costo de producción para agricultores mexicanos (Grageda et al 2012)

– La importación representa costo en divisas para el país

– La dependencia de recursos no renovables genera vulnerabilidad ante fuertes aumentos de precios

Cómo balancear las necesidades sociales, económicas y ambientales

• Necesidad de alimentar población humana creciente

• Será muy difícil o imposible prescindir totalmente de fertilizantes químicos

• Pero podemos: – Reducir su uso

– Reducir pérdidas en la produccion y aplicación

– Llevar a cabo mejores prácticas agronómicas

– Reutilizar todo el N y P posible

Alternativas para aumentar la fertilidad del suelo

• Mejoradores de suelo (aumentar contenido de materia orgánica; esto además potencia efecto de fertilizantes) –abonos, compostas, reintegrar rastrojos, estiércoles (de preferencia ya procesados)

• Mejores prácticas agronómicas (cobertura de suelo, labranza mínima, reintegración de residuos agrícolas)

• Biofertilizantes y otros usos de microorganismos en la agricultura

• Recuperación y reuso de nutrientes (Orina y Heces Humanas)

Appropriate Technologies in Ccooperation Projects,16-17.12.05, Brescia

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8

¿¿¿Orina y Heces Humanas???

Fuente: Werner 2003

Sí, Orina Humana ¡OH!• La orina contiene N P K Na Ca Mg Cl S

– N: 2-4 kg/p/año– P: 0.2-0.4 kg/p/año

• N en aguas residuales– La mayor parte del N y P en aguas residuales viene de la

OH– Gran costo y energía extraer N del agua– Si no extraemos (N y P), eutroficación– N2O en procesos de degradación anaerobia de N

(remoción de N de aguas residuales o descarga de aguas residuales en cuerpos de agua)

• ¿Y los patógenos?– Lineamientos OMS– Uso seguro con tiempo de retención– La OH tiene más nutrientes y menos patógenos que las HH

Appropriate Technologies in Ccooperation Projects,16-17.12.05, Brescia

Ejemplos del efecto de reuso de orinay heces humanas

▪ restored soil fertility through nutrient reuse

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▪ improved soil quality through reuse of organics

urinefaeces & urine

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compost improved soil untreated soilafter one week without water

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Fuente: Werner 2003

La composta (materia orgánica) potencia el efecto de la orina (y los fertilizantes químicos) y retiene mucha humedad en el suelo

Ejemplos de aplicación de orina

Fuente: Morgan 2010

Ejemplos de aplicación de orina

Fuente: Morgan s/f

Fuente: Morgan s/f

Ejemplos de aplicación de orina

Efecto en 5 meses

El ciclo de los nutrientes

Fuente: Jenkins, 1999

Descargas de aguas urbanas

Esrey et al. 1998

No tiene sentido mezclar para después tener que separar

En realidad…

“Las excretas son una de las pocas sustancias de valor material quealguna vez devolvemosa la tierra.”

Sim Van der Ryn, 1978, The Toilet Papers

Y …

Transportar las excretas en agua es como transportar la basura en taxi

Fernando Tudela, 1991

Interesante, ¿¿¿pero es factible???

Beneficios sociales, económicos y ambientales

• Ahorra agua (35% agua doméstica en WC)

• Protege la calidad del agua (se evita la necesidad y el costo de tratamiento)

• Retiene y reusa nutrientes (valor económico, y ambiental)

• Reduce la cantidad de desechos sólidos (lodos: 1% de desechos sólidos EEUU)

• Reduce generación GEI (oxido nitroso derivado de descomposición anaerobia)

• Promueve la seguridad alimentaria• Ahorra recursos fiscales

Países donde se ha estado haciendo investigación y aplicación (últimos 30 años)

• Suecia, Alemania, Finlandia, Noruega, Suiza, Polonia

• México, El Salvador, Bolivia, Argentina

• Zimbabue, Sudáfrica, Uganda, Etiopía

• China, India, Viet Nam

Temas de investigación y aplicación

• Usos agronómicos (tipo de suelo, tipo de cultivo, contenido de nutrientes, etc.)

• Salud pública (tratamientos, sanitización, manejo seguro de los productos, etc.)

• Diseño tecnológico (sanitarios, concentración de orina, equipo de aplicación, biodigestión, etc.)

• Estudios socioculturales y de politica pública (aceptación, legislación, mantenimiento, etc.)

• Historia

Agenda de Investigación-Intervención

Temas a investigar en nuestra región• Producción

– Doméstico, institucional, eventos, sanitarios portátiles, colonias sin drenaje

– Sanitarios (recepción, colección, olores, hermeticidad)– Cambios de comportamiento/aceptación de usuarios

• Acopio/Transporte– Cisternas, concentración– Vehicular, tuberías

• Aplicación– Prácticas agronómicas, aceptación agricultores y

consumidores

• Política pública, legislación, aspectos institucionales• Identificación de actores y plan de acción

– “low-hanging fruit”, resultados más rápidos y visibles

Los temas que necesitan estudios regionales y generales

– El desarrollo de la tecnología (las tazas, el almacenamiento, la reducción de volumen, usos y dosis recomendadas para cada región y cultivo, aumentos en la producción agrícola, patogenicidad)

– Los proveedores locales– Los costos y la generación de un mercado– Accesibilidad de financiamiento– Aceptación pública (de habitantes y agricultores)– Aspectos regulatorios– El apoyo institucional

Actores

• Agricultores y organizaciones y dependencias asociadas

• Organizaciones y dependencias relacionadas con el agua

• Academia• Sociedad Civil• Cooperación Internacional• Desarrollo Económico/Desarrollo Social• Salud Pública• Otros?

¡Gracias!

Créditos de esculturas: Exhibición “Toilet Art for Water and the Environment”, enero 2002,

Tel Aviv Opera House, Israel.

acordova@colef.mx

Referencias• Bibliografía 040419•

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