Origem do Potássio: descubra a fascinante jornada desse elemento essencial para a agricultura

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O potássio (K), símbolo químico oriundo da palavra latina Kalium, derivada do álcali, termo latinizado do árabe alqali, que significa cinza calcinada. Foi o primeiro elemento metálico isolado por eletrólise, em 1807 pelo químico inglês Humphry Davy a partir da potassa cáustica (hidróxido de potássio).

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A origem do potássio

Davy se inspirou em uma técnica que consistia na lixiviação de cinzas, seguida de evaporação, com auxílio de potes de ferro. O produto residual deste processo era então chamado de “pot ash”. Processo este que resultou na primeira patente da história dos Estados Unidos da América (Figura 1), em 31 de julho de 1790. Os autores citavam um novo processo para produção de “potash”. Seu registro foi assinado pelo presidente George Washington.

Apesar da inovação, compostos de potássio já eram usados em processos conhecidos desde a antiguidade e continuaram dessa forma em uma escala global, através da lixiviação de cinzas de madeira e algas como rotas dominantes para a produção de compostos de potássio até cerca de 1860.

O potássio se posiciona como o sétimo elemento mais presente na crosta terrestre, representando 2,6% de sua composição total. Foi descrito como elemento essencial ao desenvolvimento das plantas por Knop Von Sachs em 1860.

A maioria do K do solo (98%) encontra-se na estrutura de minerais e só uma pequena fração encontra-se em formas mais prontamente disponíveis às plantas, seja ligado às cargas elétricas do solo (K trocável) ou na solução do solo (K solução).

Apesar de os feldspatos serem o grupo mais prevalente de minerais na crosta terrestre e a maioria deles possuir altas concentrações de potássio, não são classificados como minerais de minério, ou seja, com potencial de utilização como fonte do elemento, devido à dificuldade de extração do potássio.

A maior parte dos minerais que incluem potássio em sua estrutura cristalina (como os feldspatos e certas variedades de mica) não são solúveis e a dissolução só pode ocorrer mediante um ataque químico intenso seguido por um tratamento térmico. Por isso, não são classificados como minerais de minério, para serem utilizados como fertilizantes.

A utilização do potássio no dias atuais

Os fertilizantes potássicos são atualmente obtidos a partir de rochas sedimentares que constituídas de sais solúveis, referidos como potássio quando comercializado como mercadoria. Apesar de o íon K⁺ ser a forma de potássio liberada pelos fertilizantes comerciais, o conteúdo total de K em diferentes produtos potássicos é convencionalmente expresso como porcentagem em peso equivalente de óxido de potássio (% em peso de K₂O).

Para uma dada concentração de K elementar, a concentração de óxido relatada é 1,2 vezes maior do que a concentração elementar relatada: K₂O = 1,2 K.

Dentre a fontes de potássio, estão o cloreto de potássio (KCl), também chamado de muriato de potássio (MOP); sulfato de potássio (K₂SO₄), também chamado de SOP; sulfato de potássio e magnésio (K₂SO₄ MgSO₄), às vezes referido como sulfato de magnésia potássica (MgSOP ou SOPM); nitrato de potássio (KNO₃), também chamado de NOP ou salitre; e nitrato misto de sódio-potássio (NaNO₃ + KNO₃), também chamado de salitre chileno.

Os recursos globais de potássio ocorrem mais comumente como grandes depósitos profundamente enterrados associada a evaporitos marinhos e não marinhos. A silvita, a forma mineral do cloreto de potássio, é o mineral mais abundante em depósitos comerciais. Silvinita é uma mistura física de silvita e halita (NaCl), é o minério contendo K mais comum, seguido pela carnalitita, uma mistura principalmente de carnalita (KCl MgCl₂ · 6H₂O) e outros sais. Outros minérios menos comuns incluem cainita (KCl MgSO₄ 3H₂O), langbeinita (K₂SO₄ 2MgSO₄), polihalita (K₂SO₄ MgSO₄ 2CaSO₄ 2H₂O), kainita (4KCl.4MgSO₄.11H₂O) e hartsalz, uma mistura de silvita, halita, kieserita e/ou anidrita. Já o nitrato de potássio é um minério único, com depósitos ocorrendo apenas no deserto do Atacama, no norte do Chile. Quanto a fontes de potássio, o mundo possui recursos abundantes. Existem aproximadamente 980 depósitos nos cinco continentes.

Exploração e produção de fertilizantes potássicos

Em 1851, o mineral carnalita, contendo cloretos de potássio e magnésio, começou a ser explorado em minas de Stassfurt, Alemanha, embora, naquela época, sem aplicação na área de fertilização de solos agrícolas. Dez anos depois, Adolph Frank desenvolveu um processo para a produção de sal de potássio, a partir da carnalita, para uso como fertilizante.

Outras inovações tecnológicas e a descoberta de novas minas, conferiram à Alemanha a hegemonia do mercado de fertilizantes potássicos até o início da década de 30 do século XX.

Desde a antiguidade empiricamente se conhece a importância do potássio no metabolismo das plantas. Nos EUA, o conhecimento dos benefícios agronômicos do uso de fertilizantes potássicos, já era disseminado nos EUA desde o século XX, conforme demonstrado na Figura 4.

Apesar deste conhecimento prévio, iniciaram sua produção industrial de sal de potássio apenas durante a 1^a Guerra mundial, pressionados pela interrupção das exportações alemãs. Este fato estimulou não só a produção de KCl, más também a prospecção e pesquisa de novas fontes, levando à descoberta de extensos depósitos próximos de Carlsbad, Novo México, em 1921. Hoje, cerca de 80% da produção americana provém do Novo México.

O principal depósito de sais de potássio na América do Norte foi encontrado durante a Segunda Guerra Mundial, em Saskatchewan, Canadá. Após resolver os desafios relacionados à posição da jazida, à considerável profundidade e à presença de lençóis freáticos na região da reserva, diversas minas começaram a operar em 1960.

Atualmente, o Canadá é o maior produtor de sais de potássio do mundo. Todo o hemisfério sul é carente em reservas de potássio. Há apenas uma mina em operação no Brasil, a de Taquari-Vassouras (SE), com capacidade média de produção de 400 mil toneladas de KCl por ano, menos de 5% da demanda interna.