La producción de fertilizantes necesita el control y la supervisión de las altas temperaturas y presiones, así como del nivel y el caudal de las materias primas y los catalizadores. Asimismo, como los fertilizantes y los catalizadores son cáusticos, los instrumentos de medición deben ser capaces de soportar medios y condiciones de proceso difíciles.

Cada proceso tiene sus propios desafíos. En el centro de la producción de fertilizantes está la exigencia de seguridad, fiabilidad y eficacia.

En el caso de los fertilizantes a base de nitrógeno, hay un proceso determinado de gas sintético y amoníaco a partir de gas natural. 

Desafíos en la producción de amoníaco

La mayoría de los productores de amoníaco actuales optan por el proceso Haber-Bosch, que necesita presiones extremadamente altas, temperaturas moderadamente elevadas y catalizadores para provocar una reacción química. 

En ese sentido, uno de los mayores desafíos es encontrar el equilibrio adecuado entre presión y temperatura para incrementar la cinética de la reacción del nitrógeno y el hidrógeno hasta lograr su conversión en amoníaco.

Por otro lado, un mecanismo cada vez más popular para obtener amoníaco, debido a su naturaleza renovable, es el tratamiento electroquímico por electrólisis. 

Según el tipo de electrolito utilizado, este proceso implica condiciones de temperatura y presión medias o altas para la conversión del amoníaco.

Desafíos de la producción de ácido fosfórico

El ácido fosfórico se produce mediante dos procesos. Por un lado, el proceso “húmedo“ que fabrica un ácido de menor pureza. Sin embargo, este ácido se utiliza generalmente como fertilizante sin necesidad de un tratamiento posterior o una reacción térmica para producir un ácido de mayor pureza.

En el proceso húmedo, el ácido sulfúrico concentrado se suma a la roca fosfórica en una serie de reactores bajo una agitación vigorosa, seguida de una filtración para separar los subproductos. 

La evaporación aumenta la concentración de ácido fosfórico para producir un fertilizante de calidad comercial. Uno de los principales retos de este proceso húmedo es la naturaleza altamente corrosiva del ácido sulfúrico utilizado en la reacción.

El otro método de producción de ácido fosfórico es el proceso térmico. En este caso, el fósforo se quema en el aire a temperaturas que oscilan entre los 1.500 °C y los 2.700 °C aproximadamente, y después se hidrata directamente con vapor para obtener ácido fosfórico con una concentración de aproximadamente el 85%. 

Los fosfatos, sales del ácido fosfórico, pueden seguir procesándose en conjunto con el amoníaco para lograr diversos compuestos fertilizantes. Uno de los mayores retos del proceso térmico son las condiciones extremadamente corrosivas que se generan durante la producción.

Desafíos de la producción de potasa

A partir del mineral extraído se obtienen fertilizantes de bajo contenido en potasa. La potasa, concretamente el muriato de potasa (MOP), es una sal rica en potasio que se emplea como fertilizante para mejorar la calidad y el rendimiento de la producción agrícola. El MOP puede utilizarse directamente como fertilizante, combinarse con otros nutrientes importantes o convertirse en otras formas de potasa. En resumen, los fertilizantes de potasa son una fuente del potasio que necesitan los cultivos para crecer.

Para su producción, los minerales de potasa se inyectan con agua caliente para crear la salmuera utilizada como materia prima. La siguiente etapa del proceso es una fase de evaporación mediante un termocompresor, seguida de una serie de cristalizaciones a temperaturas y presiones progresivamente más bajas para recuperar el cloruro de potasio, el producto intermedio clave. 

Un desafío importante es mantener perfiles de presión y temperatura precisos para la eficiencia del sistema. El caudal de agua también es un parámetro a controlar, debido a que  garantiza la pureza del producto y el tamaño de las partículas.

Los fabricantes de fertilizantes están poniendo todos sus esfuerzos para mejorar el rendimiento con el fin de convertirse en una industria más segura, más fiable y más respetuosa con el medio ambiente. Esto sólo se conseguirá con una instrumentación de control de procesos innovadora y de alto rendimiento.

En líneas generales, la producción de fertilizantes varía y tiene procedimientos propios. De todos modos, cada uno de ellos cumple un rol específico para lograr más y mejores producciones agrícolas.