Ciclo del fósforo
El ciclo del fósforo es el recorrido lento de los fosfatos entre rocas, suelo, agua y seres vivos, sin fase gaseosa importante.
El ciclo del fósforo es el recorrido que sigue este elemento (P) entre las rocas, el suelo, el agua y los seres vivos. A diferencia de los ciclos del carbono o del nitrógeno, no tiene una fase gaseosa importante: el fósforo circula casi siempre en forma de fosfatos, por lo que es un ciclo lento, que en su tramo geológico se mide en millones de años.
¿Qué es el ciclo del fósforo?
Es uno de los ciclos biogeoquímicos esenciales de la Tierra. El fósforo es un no metal (símbolo P, número atómico 15) que en la naturaleza nunca aparece libre, sino combinado con oxígeno formando el ion fosfato (PO₄³⁻). Es un nutriente indispensable: forma parte del ADN y el ARN, del ATP (la molécula que transporta energía en las células), de los fosfolípidos de las membranas y del mineral de huesos y dientes, la hidroxiapatita Ca₅(PO₄)₃OH.
Como la atmósfera apenas lo contiene, el fósforo disponible para la vida depende de la roca de la que procede y de la rapidez con que se recicla. Por eso suele ser el nutriente limitante en muchos lagos y ecosistemas de agua dulce.
Etapas del ciclo
- Meteorización de las rocas. La lluvia, el viento y los ácidos del suelo disuelven lentamente minerales fosfatados como el apatito, liberando fosfato al suelo y al agua.
- Absorción por los productores. Las plantas toman el fosfato disuelto por las raíces, a menudo ayudadas por hongos micorrícicos, y lo incorporan a moléculas orgánicas. Este paso se llama asimilación.
- Transferencia por la cadena trófica. Los herbívoros obtienen el fósforo al comer plantas, y los carnívoros, al comer herbívoros. Las excreciones y el guano de aves marinas devuelven fosfato al medio.
- Descomposición y mineralización. Bacterias y hongos descomponen restos orgánicos y transforman el fósforo orgánico en fosfato inorgánico, otra vez disponible.
- Sedimentación. Parte del fosfato arrastrado por los ríos llega al mar, precipita y se acumula en los sedimentos del fondo.
- Elevación geológica. En escalas de millones de años, los movimientos tectónicos elevan esos sedimentos y forman nuevas rocas fosfatadas, que empiezan de nuevo el ciclo.
Comparación con otros ciclos
| Característica | Ciclo del fósforo | Ciclo del nitrógeno |
|---|---|---|
| Fase gaseosa | Prácticamente inexistente | Muy importante (N₂ atmosférico) |
| Reservorio principal | Rocas y sedimentos | Atmósfera |
| Forma química habitual | Fosfato (PO₄³⁻) | N₂, NH₄⁺, NO₃⁻ |
| Velocidad | Muy lenta | Más rápida |
Compárese con el ciclo del nitrógeno y el ciclo del carbono.
Impacto humano
- Fertilizantes. Los fosfatos se extraen de minas (las mayores reservas conocidas están en Marruecos) para fabricar abonos. Es un recurso no renovable, y su uso intensivo acelera el flujo de fósforo hacia las aguas.
- Eutrofización. El exceso de fosfatos procedentes de la agricultura, los vertidos urbanos y algunos detergentes favorece la proliferación de algas. Al morir, su descomposición consume el oxígeno disuelto y provoca la muerte de peces y la pérdida de calidad del agua.
- Erosión del suelo. Arrastra fósforo desde los campos hasta ríos y embalses.
Para reducir el problema se aconseja ajustar el abonado a las necesidades del cultivo, recuperar fósforo de las aguas residuales y del estiércol, y proteger las riberas con vegetación.
Ejercicios resueltos
1. Calcula el porcentaje en masa de fósforo en el fosfato de calcio, Ca₃(PO₄)₂ (masas atómicas: Ca = 40,08; P = 30,97; O = 16,00).
Masa molar = 3 × 40,08 + 2 × 30,97 + 8 × 16,00 = 120,24 + 61,94 + 128,00 = 310,18 g/mol. % P = 61,94 / 310,18 × 100 = 19,97 %.
2. Un fertilizante 18-46-0 contiene un 46 % de P₂O₅. ¿Cuántos kilogramos de fósforo elemental hay en 100 kg de abono? (masa molar de P₂O₅ = 141,94 g/mol)
Masa de P₂O₅ = 46 kg. Fracción de P en P₂O₅ = 61,94 / 141,94 = 0,436. Masa de P = 46 × 0,436 = 20,1 kg.
3. Indica por qué un lago con exceso de fosfato puede quedarse sin peces.
El fosfato estimula el crecimiento masivo de algas; al morir, las bacterias que las descomponen consumen el oxígeno del agua, y los peces mueren por falta de oxígeno (eutrofización).
Preguntas frecuentes
¿Por qué el ciclo del fósforo no tiene fase gaseosa?
Porque los compuestos de fósforo habituales, como los fosfatos, son sólidos o se disuelven en agua y apenas se evaporan. Solo pasan a la atmósfera en forma de pequeñas partículas de polvo o aerosoles.
¿Qué es el fosfato y por qué es esencial?
Es el ion PO₄³⁻. Forma parte del ADN, del ATP y de las membranas celulares, y las plantas lo absorben del suelo como nutriente.
¿Cómo afecta el ser humano al ciclo del fósforo?
Extrae fosfatos de minas para fabricar fertilizantes, y el exceso llega a ríos y lagos, donde causa eutrofización.
¿Es un recurso renovable el fósforo?
No de forma práctica. Las rocas fosfatadas tardan millones de años en formarse, por lo que se promueve reciclar el fósforo de residuos y aguas depuradas.
Referencias
- Smil, V. «Phosphorus in the Environment: Natural Flows and Human Interferences». Annual Review of Energy and the Environment, 25, 2000.
- Odum, E. P.; Barrett, G. W. Fundamentos de ecología. Cengage Learning.
- Campbell, N. A.; Reece, J. B. Biología. Médica Panamericana.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Ciclo del fósforo». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/ciclo-del-fosforo/
