Contaminación por Fertilizantes Fosfóricos

Contaminación por Fertilizantes Fosfóricos — Pérdida Ambiental de P₂O₅ de la Agricultura

Descripción General

La contaminación por fertilizantes fosfóricos cuantifica la fracción de fósforo (como P₂O₅) aplicado en tierras agrícolas que se pierde en el medio ambiente a través de la erosión y la escorrentía superficial. El fósforo es un macronutriente esencial, pero cuando llega en exceso a los ecosistemas acuáticos, se convierte en uno de los contaminantes más dañinos para la biodiversidad de aguas dulces y zonas costeras.

A diferencia del nitrógeno, el fósforo se adhiere fuertemente a las partículas del suelo y se transporta principalmente por escorrentía superficial y erosión de sedimentos. Cuando los sedimentos cargados de fósforo alcanzan ríos, lagos y estuarios, alimentan la eutrofización — el crecimiento excesivo de algas y cianobacterias — que crea zonas muertas hipóxicas donde peces, invertebrados y vegetación sumergida no pueden sobrevivir. Las floraciones de cianobacterias tóxicas amenazan además los organismos acuáticos y los suministros de agua potable.

Esta capa utiliza el dataset NPKGRIDS v1.08 (Nature Scientific Data, University of Minnesota), con resolución nativa de ~10 km (5 minutos de arco). Se aplica una fracción de pérdida del 15 % para generar el mapa de contaminación. La salida se reescala mediante interpolación bilineal a aproximadamente 1,7 km.

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Metodología de Cálculo

1. Acceso a datos — Archivos NetCDF con tasas de P₂O₅ por cultivo se leen desde AWS S3 mediante xarray
2. Agregación — Las tasas se suman sobre las 175 clases de cultivos
3. Fracción de contaminación — Se aplica 15 % de pérdida:

   P_contaminación = P2O5rate_total × 0,15
   

4. Interpolación bilineal — De ~10 km a ~1,7 km (6×)
5. Visualización — Colormap gnuplot2 con PowerNorm (gamma = 0,4), rango 0 a 1.598 kg/ha

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Fuentes de Datos

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Rangos y Niveles de Calidad

Invertido = Sí: un valor más alto indica mayor contaminación por fósforo y condiciones peores para la biodiversidad acuática.

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Notas Técnicas

• Suma sobre las 175 clases de cultivos para obtener la tasa total de P₂O₅ por píxel
• 15 % de pérdida para fósforo refleja vías dominadas por erosión (frente a 50 % para N y 30 % para K)
• Tasas reales varían según tipo de suelo, pendiente, precipitaciones y prácticas de labranza
• Los datos corresponden al año 2020

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Referencias Bibliográficas

1. Lu, C. & Tian, H. (2017). "Global nitrogen and phosphorus fertilizer use". ESSD, 9(1), 181–192. DOI: 10.5194/essd-9-181-2017
2. Lun, F. et al. (2024). "NPKGRIDS". Nature Scientific Data. https://www.nature.com/articles/s41597-024-04030-4
3. Carpenter, S.R. et al. (1998). "Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen". Ecological Applications, 8(3), 559–568.
4. Schindler, D.W. (2006). "Recent advances in the understanding and management of eutrophication". Limnology and Oceanography, 51(1), 356–363.

Responsable: Claudio Barbieri