Potasa

La mayor parte de las reservas mundiales de potasio (K) se depositaron como agua de mar en antiguos océanos interiores . Tras la evaporación del agua, las sales de potasio cristalizaron formando vetas de mineral de potasa. Estos son los lugares donde se extrae potasa en la actualidad. Los depósitos son una mezcla natural de cloruro de potasio (KCl; nombre mineral: silvita ) y cloruro de sodio (NaCl; nombre mineral: halita ), más conocido como sal de mesa . Con el tiempo, a medida que la superficie terrestre cambiaba, estos depósitos quedaron cubiertos por miles de metros de tierra. ^{[ 16 ]}

La potasa (especialmente el carbonato de potasio) se ha utilizado para blanquear textiles, fabricar vidrio , cerámica y jabón desde la Edad del Bronce . ^{[ 17 ]} La potasa se obtenía principalmente mediante la lixiviación de las cenizas de la madera quemada para calefacción y cocina.

Después de 1820, Nueva York reemplazó a Nueva Inglaterra como la fuente más importante; para 1840, el centro estaba en Ohio. La producción de potasa siempre fue una industria secundaria, derivada de la necesidad de despejar tierras para la agricultura . ^{[ 16 ]}

La industria de la ceniza de madera decayó a finales del siglo XIX cuando se estableció en Alemania la producción a gran escala de potasa a partir de sales minerales . A principios del siglo XX, la industria de la potasa estuvo dominada por un cártel en el que Alemania desempeñó un papel preponderante. ^{[ 22 ] : 147} La Primera Guerra Mundial presenció un breve resurgimiento de las fábricas de ceniza estadounidenses, cuyo producto consistía típicamente en un 66 % de hidróxido, un 17 % de carbonato, un 16 % de sulfato y otras impurezas. ^{[ 23 ]} Más adelante en el siglo, el cártel se disolvió con la aparición de nuevos productores de potasa en la URSS y Canadá. ^{[ 22 ] : 147}

En 1943, se descubrió potasa en Saskatchewan , Canadá, durante una perforación petrolera. La exploración activa comenzó en 1951. En 1958, la Potash Company of America se convirtió en el primer productor de potasa en Canadá con la puesta en marcha de una mina subterránea de potasa en Patience Lake . ^{[ 11 ]} A medida que se desarrollaban numerosos productores de potasa en Canadá, el gobierno de Saskatchewan se involucró cada vez más en la industria, lo que llevó a la creación de Canpotex en la década de 1970. ^{[ 22 ] : 147}

En 1964, la empresa canadiense Kalium Chemicals estableció la primera mina de potasa mediante el proceso de disolución. El descubrimiento se produjo durante la exploración de reservas petrolíferas. La mina se desarrolló cerca de Regina, Saskatchewan, y alcanzó profundidades superiores a los 1500 metros. Actualmente, es la unidad Belle Plaine de Mosaic Corporation.

La producción de potasa de la URSS se había destinado principalmente al consumo interno y al uso en los países del Consejo de Asistencia Económica Mutua . ^{[ 22 ] : 147} Tras la disolución de la URSS , los productores de potasa rusos y bielorrusos entraron por primera vez en competencia directa con productores de otras partes del mundo. ^{[ 22 ] : 147}

A principios del siglo XX, se descubrieron depósitos de potasa en la Depresión de Dallol, en las localidades de Musely y Crescent, cerca de la frontera entre Etiopía y Eritrea . Las reservas estimadas en Musely y Crescent ascienden a 173 y 12  millones de toneladas, respectivamente. Esta última es particularmente apta para la minería a cielo abierto. Fue explorada en la década de 1960, pero las labores se detuvieron debido a las inundaciones de 1967. Los intentos de reanudar la minería en la década de 1990 se vieron interrumpidos por la guerra entre Eritrea y Etiopía , y no se habían reanudado hasta 2009. ^{[ 24 ]}

Todos los depósitos comerciales de potasa provienen originalmente de depósitos de evaporitas y a menudo se encuentran enterrados a gran profundidad bajo la superficie terrestre. Los minerales de potasa suelen ser ricos en cloruro de potasio (KCl), cloruro de sodio (NaCl) y otras sales y arcillas, y generalmente se obtienen mediante minería convencional de pozo, moliendo el mineral extraído hasta convertirlo en polvo. ^{[ 25 ]} La mayoría de las minas de potasa actuales son minas de pozo profundo, de hasta 1400 m (4400 pies) bajo tierra. Otras se explotan a cielo abierto, habiendo sido depositadas en capas horizontales como roca sedimentaria . En las plantas de procesamiento en superficie, el KCl se separa de la mezcla para producir un fertilizante de potasio de alta concentración. Otras sales de potasio pueden separarse mediante diversos procedimientos, dando como resultado sulfato de potasio y sulfato de potasio y magnesio. Saskatchewan es el mayor productor mundial de potasa.

Otros métodos incluyen la extracción por disolución y la evaporación de salmueras. En el método de evaporación, se inyecta agua caliente en la potasa, que se disuelve y luego se bombea a la superficie, donde se concentra mediante evaporación solar. Posteriormente, se añaden reactivos de amina a las soluciones extraídas o evaporadas. La amina recubre el KCl, pero no el NaCl. Las burbujas de aire se adhieren a la amina + KCl y la hacen flotar hasta la superficie, mientras que el NaCl y la arcilla se hunden hasta el fondo. Se recoge la amina + KCl de la superficie, que luego se seca y se envasa para su uso como fertilizante rico en potasio; el KCl se disuelve fácilmente en agua y está disponible rápidamente para la nutrición de las plantas . ^{[ 26 ]}

La recuperación de sales de fertilizantes de potasio del agua de mar se ha estudiado en la India . ^{[ 27 ]} Durante la extracción de sal del agua de mar por evaporación, las sales de potasio se concentran en la salmuera , un efluente de la industria salinera.

El potasio es el tercer nutriente principal para las plantas y los cultivos, después del nitrógeno y el fósforo . Se ha utilizado desde la antigüedad como fertilizante del suelo (aproximadamente el 90 % de su uso actual). ^{[ 10 ]} El uso de fertilizantes es el principal impulsor del consumo de potasa, especialmente para su uso en la fertilización de cultivos que contribuyen a dietas ricas en proteínas. ^{[ 22 ] : 23} Al menos desde 2010, más del 95 % de la potasa se extrae para uso agrícola. ^{[ 22 ] : 24}

El potasio elemental no se encuentra en la naturaleza porque reacciona violentamente con el agua. ^{[ 35 ]} Como parte de varios compuestos, el potasio constituye aproximadamente el 2,6 % de la corteza terrestre en masa y es el séptimo elemento más abundante, similar en abundancia al sodio, que representa aproximadamente el 1,8 % de la corteza. ^{[ 36 ]} La potasa es importante para la agricultura porque mejora la retención de agua, el rendimiento, el valor nutritivo, el sabor, el color, la textura ^{[ 22 ] : 24} y la resistencia a las enfermedades de los cultivos alimentarios. Tiene una amplia aplicación en frutas y verduras, arroz, trigo y otros granos, azúcar, maíz, soja, aceite de palma y algodón, todos los cuales se benefician de las propiedades de mejora de la calidad de este nutriente. ^{[ 37 ]}

La demanda de alimentos y piensos ha ido en aumento desde el año 2000. El Servicio de Investigación Económica (ERS) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos atribuye esta tendencia al crecimiento poblacional anual promedio de 75 millones de personas en todo el mundo. Geográficamente, el crecimiento económico en Asia y América Latina contribuyó significativamente al mayor uso de fertilizantes a base de potasa. El aumento de los ingresos en los países en desarrollo también influyó en el creciente uso de potasa y fertilizantes. Con mayores recursos económicos en el presupuesto familiar, los consumidores incorporaron más carne y productos lácteos a su dieta. Este cambio en los hábitos alimenticios requirió la siembra de más hectáreas, la aplicación de más fertilizantes y la alimentación de más animales, lo que a su vez requirió un mayor consumo de potasa. 

Tras años de tendencia al alza, el uso de fertilizantes se ralentizó en 2008. La recesión económica mundial es la principal razón de la disminución del uso de fertilizantes, la caída de los precios y el aumento de las existencias. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

Los mayores consumidores de potasa del mundo son China, Estados Unidos, Brasil e India. ^{[ 40 ]} Brasil importa el 90% de la potasa que necesita. ^{[ 40 ]} Se espera que el consumo de potasa para fertilizantes aumente a aproximadamente 37,8 millones de toneladas para 2022. ^{[ 41 ]}

Las importaciones y exportaciones de potasa a menudo se informan en equivalente de K₂O _, aunque el fertilizante nunca contiene óxido de potasio, propiamente dicho, porque el óxido de potasio es cáustico e higroscópico .

A principios de 2008, los precios de la potasa comenzaron un ascenso meteórico de menos de US$200 por tonelada a un máximo de US$875 en febrero de 2009. ^{[ 42 ]} Estos posteriormente cayeron drásticamente a un mínimo de US$310 en abril de 2010, antes de recuperarse en 2011-12, y volver a caer en 2013. Como referencia, los precios en noviembre de 2011 eran de alrededor de US$470 por tonelada, pero en mayo de 2013 se estabilizaron en US$393. ^{[ 43 ]} Después de la sorpresiva ruptura del mayor cártel de potasa del mundo a finales de julio de 2013, los precios de la potasa estaban a punto de caer alrededor de un 20 por ciento. ^{[ 44 ]} A finales de diciembre de 2015, la potasa se negociaba a US$295 por tonelada. En abril de 2016 su precio era de US$269. ^{[ 45 ]} En mayo de 2017, los precios se habían estabilizado en torno a los 216 dólares estadounidenses por tonelada, un 18 % menos que el año anterior. Para enero de 2018, los precios se habían estado recuperando hasta situarse en torno a los 225 dólares estadounidenses por tonelada. ^{[ 46 ]} La demanda mundial de potasa tiende a ser inelástica al precio a corto plazo e incluso a largo plazo. ^{[ 41 ]}

Además de su uso como fertilizante, el cloruro de potasio es importante en muchas economías industrializadas, donde se utiliza en el reciclaje de aluminio , en la industria cloroalcalina para producir hidróxido de potasio, en la galvanoplastia de metales, en fluidos de perforación de pozos petrolíferos , en la fusión de nieve y hielo, en el tratamiento térmico del acero, en medicina como tratamiento para la hipopotasemia y en el ablandamiento del agua . El hidróxido de potasio se utiliza para el tratamiento de aguas industriales y es el precursor del carbonato de potasio, varias formas de fosfato de potasio, muchos otros productos químicos potásicos y la fabricación de jabón. El carbonato de potasio se utiliza para producir suplementos para piensos animales , cemento , extintores , productos alimenticios, productos químicos fotográficos y textiles. También se utiliza en la elaboración de cerveza , preparados farmacéuticos y como catalizador para la fabricación de caucho sintético . Además, se combina con arena de sílice para producir silicato de potasio , a veces conocido como vidrio soluble , para su uso en pinturas y electrodos de soldadura por arco . Estos usos no fertilizantes han representado aproximadamente el 15 % del consumo anual de potasa en los Estados Unidos. ^{[ 1 ]}

No existen sustitutos para el potasio como nutriente esencial para las plantas y como requerimiento nutricional esencial para animales y humanos. ^{[ 22 ] : 143} El estiércol y la glauconita (arena verde) son fuentes con bajo contenido de potasio que pueden transportarse de manera rentable solo a distancias cortas a los campos de cultivo. ^{[ 34 ]}