Portador de luz y de nutrientes

Esencial para la vida, el fósforo es también un elemento vital para la agricultura. Investigadores dirigidos por Roberto Scasso y Liliana Castro se dedican no sólo a encontrar los minerales, sino también a evaluar su uso como recurso sustentable. También realizan estudios geoquímicos para determinar la abundancia de uranio y metales pesados para estimar su utilización y su incidencia como contaminantes.

Partículas fosfáticas (de color negro) en roca del Cretácico Inferior de Neuquén.

En el año 1669 el alquimista alemán Henning Brand buscaba, como tantos otros, la forma de obtener oro a partir de otras sustancias. Tras innumerables intentos frustrados, decidió dejar reposar durante dos semanas una cierta cantidad de orina para luego llevarla al punto de ebullición y quitarle el agua. Mezcló con arena el residuo sólido que obtuvo, volvió a calentar y recogió su vapor. Cuando el vapor se enfrió, formó una sustancia blanca que, para sorpresa de Brand, brillaba en la oscuridad. La llamó fósforo. Su nombre es de origen griego y significa “portador de luz”. La orina fue durante un siglo la materia prima con la que se obtenía fósforo, hasta que se encontró un método para extraerlo de los huesos calcinados.

La realidad es que el fósforo se encuentra en la corteza terrestre principalmente como fosfato de calcio (apatita), tanto en rocas sedimentarias como en rocas ígneas. La mayor proporción se encuentran en rocas sedimentarias marinas denominadas fosforitas.

Bajo la dirección de Roberto Scasso y Liliana Castro, el Grupo Fosfatos lleva adelante varios proyectos de investigación relacionados con este elemento. Scasso es especialista en rocas sedimentarias y su ambiente de formación, mientras que Castro se especializa en geología minera y, en particular, en agrominerales, como los fosfatos y las  glauconitas, un silicato que, al igual que el fósforo, también es utilizado como fertilizante alternativo.

“El fósforo es uno de los elementos esenciales para la vida ya que compone todas las cadenas alimentarias, pasando de un organismo a otro, pero también tiene una enorme importancia económica, ya que es vital para la agricultura. La falta de fósforo reduce la producción de granos y semillas, y su deficiencia disminuye su valor alimenticio”, explica Liliana Castro.

Si bien el suelo posee fósforo, muchas veces es insuficiente para satisfacer la demanda de los cultivos intensivos. La agricultura intensiva genera grandes cosechas en poco espacio pero también implica una elevada tasa de extracción de nutrientes y, como consecuencia, procesos de degradación y agotamiento del suelo. A falta de otra fuente natural de reposición del fósforo que se extrae, éste se agrega como fertilizante. “La detección y caracterización de depósitos fosfáticos y potásicos, el análisis de su efectividad agronómica y el impacto ambiental por su extracción y uso son requerimientos estratégicos para la sustentabilidad de la agricultura”, sostiene Castro.

María Duperrón, Liliana Castro y Roberto Scasso.

El Grupo Fosfatos lleva adelante varios proyectos de investigación; entre ellos, uno que consiste en la evaluación como geo-recurso de rocas sedimentarias llamadas pelitas negras, que son fuente de hidrocarburos (shale-oil) y que, cuando se acumulan en ambientes marinos, suelen asociarse con depósitos fosfáticos. Otra línea estudia los sistemas sedimentarios y los modelos de acumulación de minerales marinos.

Junto a estos proyectos, comenzó a desarrollarse una nueva línea de investigación destinada a evaluar el potencial del uranio de las rocas fosfatadas y a la prueba de extracción de minerales de bajo contenido de fosfato. Este proyecto está dirigido por Luis López, de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y forma parte del contrato de investigación realizado entre el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la CNEA. Con este proyecto se plantea la prospección de depósitos fosfáticos bajo la perspectiva de depósitos no convencionales de uranio.

“A partir de estos recursos no convencionales, el uranio puede ser recuperado como un sub-producto menor, en este caso vinculado a la producción del fósforo”, explica Castro. Actualmente se están analizando ejemplos argentinos de rocas fosfáticas en el período Ordovícico de la era Paleozoica en el noroeste argentino y en el Mesozoico de la Cuenca Neuquina, que habían sido previamente evaluados por el Grupo Fosfatos.

“Recordemos que el fósforo es un nutriente primario para la agricultura y sólo puede obtenerse a partir depósitos fosfáticos, principalmente, sedimentarios marinos (fosforitas)”, recuerda la investigadora. La francolita es el mineral fosfático esencial en las fosforitas, pero puede ser sustituida. El calcio que la compone puede ser sustituido por otros elementos, entre ellos, uranio. “Esto hay que tenerlo en cuenta, no sólo si se aplica directamente la roca fosfática como nutriente, sino también si se la usa para la fabricación de ácido fosfórico”, advierte Castro. Lo que sucede es que se genera un depósito residual conocido como fosfoyeso, y, tanto los fertilizantes fosforados como el fosfoyeso, pueden contener cantidades apreciables de  uranio, lo cual genera un impacto negativo en el ambiente. “El objetivo de esta investigación es evaluar el tratamiento de la roca fosfática en un reactor de alta temperatura con combustible uranio-torio y refrigerado a gas (HTGR), que permita separar el uranio y el fósforo. De esta manera no sólo se obtendría un subproducto que sería el uranio, sino que también se minimizaría el contenido de uranio en el fosfoyeso. De esta manera se podría transformar un prospecto en un proyecto económica y ambientalmente sostenible”, finaliza la geóloga.

Matías Tapia, Luis López, Gabriela Peñalva, Roberto Scasso y Liliana Castro, en la cuenca Neuquina.

Grupo Fosfatos

(Departamento de Geología)

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Dirección: Dr. Roberto Scasso, Dra. Liliana Castro

Tesistas de doctorado: Maria Duperrón, Ignacio Capelli, Juan Pablo Catalano

Tesistas de grado: Facundo Flores, Bruno Diaz, Clara O´Grady, Victoria Ferreiro, Ignacio Cabana