INDUSTRIA DE LOS FERTILIZANTESINTRODUCCIONLa "ley de mnimos " a menudo se ilustra con un barril de agua, con varas de diferentes longitudes. La capacidad del barril para retener el agua est determinada por la duela ms corta.Del mismo modo , los rendimientos de los cultivos son con frecuencia limitados por la escasez de alimentos o agua. Una vez que el factor limitante (restriccin ) se ha corregido , el rendimiento aumentar hasta la siguiente limitacin de se encontr factor.Los nutrientes se clasifican en tres subgrupos en base a las necesidades de crecimiento de las plantas. Estos son :Macro o principales nutrientes: nitrgeno (N) , el fsforo (P ) , potasio (K ) Major o secundaria Nutrientes : calcio(Ca), magnesio (Mg) y un sulfuro (S) Micro nutrientes u oligoelementos : cloro ( Cl ) , hierro (Fe ) , manganeso (Mn ) , boro (B ) , selenio (Se ) , cinc ( Zn ) , de cobre ( Cu) , el molibdeno (Mo ), etcRespuestas en rendimiento a nitrgeno se observan con frecuencia , ya que el nitrgeno es a menudo un factor limitante para la produccin de cultivos , pero no es el nico factor . Nutricin balanceada se utiliza para obtener la mxima ceder y evitar la escasez de nutrientes.Tres principales nutrientes : nitrgeno , fsforo y potasio El nitrgeno ( N ) , el principal constituyente de las protenas , es esencial para el crecimiento y el desarrollo en las plantas. Suministro de nitrgeno determina el crecimiento , el vigor , el color y el rendimiento de una planta El fsforo ( P) es vital para el desarrollo radicular adecuada y ayuda a la planta a resistir la sequa. El fsforo tambin es importante para el crecimiento de la planta y el desarrollo , tales como la la maduracin de las semillas y frutas Potasio (K ) es central para la translocacin de la fotosntesis en plantas , y para cultivos de alto rendimiento . El potasio ayuda a mejorar la resistencia de los cultivos a alojamiento, la enfermedad y la sequa.Adems de los tres nutrientes principales , el azufre nutrientes secundarios , de magnesio y calcio se requiere para el crecimiento ptimo de los cultivos. El calcio es especialmente importante para los la capacidad de rendimiento , calidad y almacenamiento de los cultivos de alto valor, tales como frutas y verduras.Como cultivos toman los nutrientes del suelo , una parte importante de estos nutrientes son retirado del campo cuando se cosechan los cultivos . Mientras que algunos nutrientes pueden ser vuelto al campo a travs de residuos de cultivos y otras materias orgnicas , esto por s solo no puede proporcionar fertilizacin de cultivos y rendimientos ptimos en el tiempo.El mercado de fertilizantes se compone de tres nutrientes principales - nitrgeno , fsforo y de potasio . El nitrgeno es con mucho el ms grande de nutrientes , que representan el 60 % del total consumo.El fsforo ( fosfato ) y potasio fertilizantes se aplican principalmente para mejorar los cultivos calidad. Aplicacin anual no siempre es necesaria , ya que el suelo absorbe y almacena estos dos nutrientes para un perodo ms largo en comparacin con nitrgeno . El nitrgeno se debe aplicar cada ao para mantener el rendimiento y la biomasa.Hay menos grandes proveedores de fertilizantes fosfatados y potsicos , como la roca de fosfato y los depsitos minerales de potasa estn disponibles nicamente en ciertas regiones del mundo . la industria de la potasa es an ms consolidada que la industria del fosfato .Los fertilizantes de nitrgeno se producen en muchos pases , lo que refleja la amplia disponibilidad de clave materias primas - de gas y de aire natural, necesario para su produccin a escala industrial . La base para la produccin de fertilizantes de nitrgeno es amoniaco , que se produce en industrial escala mediante la combinacin de nitrgeno en el aire con hidrgeno en el gas natural, en condiciones de alta temperatura y presin y en presencia de catalizadores . Este proceso para producir amoniaco se llama el proceso Haber- Bosch .Debido a la facilidad de transporte de los fertilizantes , la industria es altamente significado global que el precio de un fertilizante estndar como la urea es casi el mismo ajuste en todas partes los gastos de transporte . En consecuencia, es importante centrarse en lo global la industria y el equilibrio entre oferta y demanda en vez de los regionales .Variaciones geogrficas en nitrgeno productos fertilizantes utilizados. Existen grandes variaciones en el uso de fertilizantes de nitrgeno en diferentes regiones / pases. La urea , el producto de nitrgeno de ms rpido crecimiento , es muy popular en los climas ms clidos. UAN se utiliza principalmente en Amrica del Norte , mientras que los nitratos se utilizan principalmente en Europa. En los EE.UU. , el amonaco es tambin utilizado como una fuente de nitrgeno en la agricultura , especialmente para la aplicacin directa cada. En China , la urea es dominante. China es tambin el nico pas que utiliza amonio bicarbonato (ABC) . Aunque ABC se est eliminando gradualmente , tiene todava en torno al 20 % cuota de mercado en China. PRODUCCION DE FERTILIZANTESEl amoniaco constituye la base para la produccion de los fertilizantes nitrogenados, y la gran mayoria de las fabricas contienen instalaciones que lo proporcionan, sin considerar la naturaleza del producto final. Asi mismo, muchas plantas tambien producen acido nitrico en el sitio. La materia prima preferida para producir amoniaco es el petroleo y gas natural; sin embargo, tambien se utiliza carbon, nafta y aceite combustible. Los fertilizantes nitrogenados mas comunes son: amoniaco anhidro, urea (producido con amoniaco y acido nitrico), sulfato de amonio (fabricado en base a amoniaco y acido sulfurico), nitrato de calcio y amonio, o nitrato de amonio y caliza el resultado de agragae caliza al nitrato de amonio.Los fertilizantes de fosfato incluyen los siguientes: piedra de fosfato molida, escoria basica (un subproducto de la fabricacion de hierro y acero), superfosfato (que se produce al tratar la piedra fosfato molida con acido sulfurico), triple superfosfato (producido al tratar la piedra de fosfato con acido fosforico), y fosfato mono y diamonico. Las materias primas basicas son: piedra de fosfato, acido sulfurico (que se produce, usualmente, en el sitio con azufre elemental), y agua.Todos los fertilizantes de potasio se fabrican con salmueras o depositos subterraneos de potasa. Las formulaciones principales son cloruro de potasio, sulfato de potasio y nitrato de potasio.

MERCADO DE LOS FERTILIZANTES EN EL PERUProduccion NacionalLa oferta de fertilizantes en Per est constituida fundamentalmente por productos importados. Como se observa en el grfico 1, la produccin nacional es insignificante, segn datos de 2002, nicamente representa el 2,5% de la oferta total de fertilizantes. As mismo, desde 1990 se ha reducido de una forma significativa, de una produccin de 126.942 toneladas en 1990, se ha pasado a producir en 2002 nicamente 16.000 toneladas, lo que implica una reduccin del 87%, aproximadamente.

La principal causa explicativa de la reduccin registrada en la produccin nacional de fertilizantes se encuentra en que actualmente no existen yacimientos de fertilizantes qumicos en explotacin y nicamente se est explotando un abono orgnico, el guano de las islas, cuya produccin se ha venido reduciendo desde la dcada de los 40. Dicha reduccin se ha producido como consecuencia de la disminucin de las aves marinas que producen guano. En este sentido cabe sealar que aunque las previsiones indican que se va a producir un incremento en la produccin nacional de guano, el tope mximo de produccin se estima en 20.000 toneladas, mientras que el consumo de fertilizantes del mercado peruano se establece en unas 700.000 toneladas. Por lo tanto, como mucho, en caso de que se alcanzara la cuota mxima de produccin de guano, no llegara a representar ms que un 3% del consumo total, lo que representa una cantidad insignificante. Actualmente toda la produccin de guano se encuentra a cargo del Proyecto Especial de Promocin del aprovechamiento de Abonos Provenientes de Aves Marinas PROABONOS, organismo que trata de gestionar la extraccin, procesamiento y comercializacin del guano.Respecto a la produccin nacional de fertilizantes qumicos, cabe mencionar que anteriormente exista una industria nacional productora de fertilizantes de propiedad estatal, pero con el proceso de privatizacin llevado a cabo en los 90 esta industria se ha desmantelado. De esta forma, en noviembre de 1996, la empresa cementera Yura S.A. adquiri del Estado peruano los equipos, maquinarias e inmuebles de Industrial Cachimayo S.A., principal planta productora de nitrato de amonio en Per. As mismo, en 1998 se privatiz una planta petroqumica llamada Fertilizantes Sintticos S.A. (Fertisa) que fue adquirida por la empresa Nitratos S.A., pero las actividades fueron paralizadas en el ao 2000 debido a la escasa demanda, de forma que actualmente no existe ninguna empresa productora de fertilizantes qumicos.COMERCIO EXTERIORExportacionesComo se ha sealado anteriormente, la produccin nacional en este sector es casi inapreciable y se encuentra en una senda decreciente, por lo tanto, la produccin destina al mercado exterior es mnima. nicamente se registran exportaciones de abonos orgnicos y las cantidades exportadas son tan pequeas que no ofrecen informacin de relevancia. Segn datos del ao 2002, las exportaciones peruanas han rodando las 2.422 toneladas, mientras que las importaciones han alcanzado una cifra de 623.122 toneladas, lo que supone que las exportaciones ni tan siquiera representan el 0,5% de las cantidades importaciones. ImportacionesEn el mercado de fertilizantes peruano prcticamente toda la gama de productos es completamente importada (en 2002 el 97,5% de la oferta total fue importada). Como se observa en el grfico 2, a lo largo de la ltima dcada las importaciones han registrado una crecimiento constante, siendo mucho ms acusado en los ltimos aos. En concreto, el crecimiento registrado desde 1990 hasta el 2002 ha sido del 350%, pasando de 138.413 toneladas importadas a 623.122 toneladas en el ao 2002. Este favorable comportamiento se debe fundamentalmente al buen comportamiento registrado en el sector agrcola.

No obstante, y a pesar de los buenos datos de la ltima dcada, el volumen de importaciones en el ao 2002 respecto al ao anterior ha descendido levemente en aproximadamente un tres por ciento (de 646.690 toneladas en 2001, se ha pasado a 623.122 toneladas en el ao 2002). Como se ha sealado anteriormente, el temor a la desaparicin de los beneficios fiscales a la importacin de fertilizantes que exista en el 2001, incentiv a las empresas a aumentar sus stocks, pero se puede afirmar que el mercado se encuentra en un momento estable. Para el prximo ao las perspectivas del sector son positivas, las importaciones podran aumentar ligeramente en la medida que se impulse el sector agrcola, y en este sentido, lo que cabe esperar es un ligero crecimiento de aproximadamente el 3-4%.

Principales productos importadosDe las principales partidas importadas, es la urea el rubro que concentra casi el 60% de la cantidad importada total (ver Grfico 6), con 374.820 toneladas importadas en el ao 2002. Sin embargo, a lo largo de la ltima dcada ha ido disminuyendo de forma paulatina su peso, dejando paso a otros productos como el nitrato de amonio, que si bien tiene un peso relativo sobre el total muy reducido (en el ao 2002 era del 5,45%) ha visto incrementar su presencia en el mercado fuertemente. No obstante, y a pesar de que respecto a 1993 la urea ha sufrido una prdida de cuota de mercado de aproximadamente un 14,6% (de representar el 69% ha pasado a suponer el 59%), en el ao 2002 se ha registrado un incremento de participacin de alrededor del 20% respecto al ao anterior. El segundo rubro en importancia es el fosfato de amonio. Este producto, al contrario que la urea, si ha venido aumentando su participacin en el mercado, pasando de una cuota del 6,79% en 1993 a una participacin del 16,4% en el ao 2002. No obstante, merece la pena sealar que en el 2002 ha registrado un leve descenso de aproximadamente el 12% respecto al 2001. En tercer lugar, se encuentra el cloruro de potasio, cuya participacin es muy inferior a la de los anteriores productos, no alcanza el 8% de cuota y su peso ha mantenido un comportamiento oscilante desde 1993, de forma que algunos aos ha llegado a representar el 15% (1994) del total y otros en cambio ha registrado una participacin del 2% (1995). Respecto al 2002, se puede afirmar que prcticamente ha mantenido el mismo peso relativo en el ao anterior. Cabe realizar una breve mencin al sulfato de amonio, ya que si bien es cierto que desde 1995 ha sido el tercer producto en importancia, en el ao 2002 ha sufrido una fuerte prdida de mercado, ya que de una participacin del 14,70% en el ao 2001 ha pasado a tener en 2002 una participacin inferior al 5%.

A. PRODUCCIN DE AMONIACOEl amoniaco constituye la base para la produccin de los fertilizantes nitrogenados, y la gran mayora de las fbricas contienen instalaciones que lo proporcionan, sin considerar la naturaleza del producto final. As mismo, muchas plantas tambin producen cido ntrico en el sitio. La materia preferida para producir amoniaco es el gas natural, sin embargo, tambin se utiliza carbn, nafta y aceite combustible. Los fertilizantes nitrogenados ms comunes son: amoniaco anhidro, urea (producida con amoniaco y cido ntrico), sulfato de amonio (fabricado en base de amonio y cido sulfidrico), nitrato de calcio y amonio, o nitrato de amonio y caliza el resultado de agregar caliza al nitrato de amonio.

FIG a. DERIVADOS DEL AMONIACOSntesis industrialLa produccin de amonio se realiza gracias al proceso Haber-Bosch en el cual nitrgeno e hidrogeno reaccionan a alta presin en presencia de un catalizador de hierro:

Es una reaccin exotrmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favorece la formacin de amoniaco.

La dificultad esencial en la reaccin de sntesis del amoniaco es que bajo la mayor parte de las condiciones la reaccin no es completa. Es una reaccin reversible y proporciona una excelente oportunidad para aplicar los principios del equilibrio, y de ver los arreglos necesarios para que el proceso industrial sea econmicamente rentable. De la revisin de la ecuacin anterior, podemos observar tres maneras de maximizar el rendimiento de la produccin de amoniaco.

1. Disminuir la concentracin de NH3. Ya que el amoniaco es el producto, de inters el cual se va extrayendo, conforme se va formando y har que el sistemas produzca ms, en un intento contino de mantener el equilibrio.

2. Disminuir el volumen (aumento de la presin). Ya que 4 moles de gas reaccionan para producir 2 moles de gas, disminuir el volumen desplazara la posicin del equilibrio hacia donde hay menor nmero de moles de gas, esto es, hacia la formacin del amoniaco.

3. Disminuir la temperatura. Ya que la formacin del amoniaco es exotrmica, la disminucin de la temperatura (eliminar calor) desplazara la posicin de equilibrio hacia el producto, aumentando constante calorfica Kc.

Por lo tanto, las condiciones ideales para maximizar la produccin de amoniaco son: Extraccin contina de NH3 conforme se forma, alta presin y baja temperatura. Desafortunadamente, surge un problema que enmarca claramente las diferencias entre los principios del equilibrio y de la cintica. Aunque el rendimiento se favorece a baja temperatura (reaccin exotrmica), la velocidad de formacin no (reaccin muy lenta, puesto que tiene una elevada energa de activacin, consecuencia de la estabilidad del N2). De hecho, el amoniaco se forma tan lentamente a baja temperatura que el proceso no es econmicamente viable. En la prctica se logra un arreglo que optimiza en rendimiento y la velocidad. Se usan la alta presin y la remocin continua para aumentar el rendimiento, pero para aumentar la velocidad se aumenta la temperatura hasta un nivel moderado y se emplea un catalizador. Para lograr la misma velocidad sin catalizador, se requiere de mayores temperaturas y resulta en un rendimiento mucho ms bajo. A pesar de todo, la formacin de NH3 es baja con un rendimiento alrededor del 15%.

Para alargar la vida del equipo, las plantas modernas de amoniaco operan a presiones de 200-300 atm y a temperaturas de 400 540C. Los catalizadores que se emplean en la actualidad son similares a los originales del primer proceso BASF. Esencialmente consisten en oxido de Fe con pequeas cantidades de otros xidos metlicos no reductibles.

La composicin qumica tpica, en peso, de un catalizador de sntesis de NH3 es: (Fe3O4 94.3% K2O 0.8%, Al2O3 2.3%, CaO 1.7%, MgO 0.5% y SiO2 0.4%). Por lo tanto el Fe3O4 es el catalizador que nos da ms rendimiento y que se recomienda utilizar. Los catalizadores se preparan fundiendo una mezcla de magnetita y de los promotores (oxido metlicos) a temperaturas del orden de 1600-2000C, en hornos elctricos o en un arco elctrico. El fundido se enfra rpidamente, se pulveriza y se convierte en pequeas partculas, generalmente de tamao comprendido entre 6-10mm.

La mejor fuente de nitrgeno es el aire atmosfrico. Por su parte, el hidrgeno necesario se puede obtener de distintas materias primas, pero actualmente se deriva principalmente de combustibles fsiles. Dependiendo del tipo de combustible fsil, se suelen aplicar dos mtodos principales para producir el hidrgeno necesario para la fabricacin de amoniaco: el reformado con vapor o la oxidacin parcial.

METODOS DE PRODUCCIN DE AMONIACO

FIG. b MTODOS DE PRODUCCIN DE AMONIACO

El nitrgeno se obtiene del aire y el hidrogeno proviene del gas natural gracias a la combinacin de dos reacciones:La primera reaccin comprende la obtencin del gas de sntesis.La segunda, conocida como una reaccin de desplazamiento, permite remplazar el monxido de carbono (CO) por el hidrogeno, variando as la proporcin CO/H2 en este caso a 0, produciendo as 4 volmenes en total de hidrogeno por volumen de gas natural.

ALTERNATIVAS DE PROCESO

Existen 2 alternativas a ser consideradas para la preparacin del amonio, la va clsica ilustrada en la figura C y la va integrada ilustrada en la figura D. La va clsica, tiene la ventaja de permitir un mayor rendimiento en amonio (2.13 kg de amonio por kg de gas natural en teora y 1.72 kg amonio por kg de gas natural si se consideran los rendimientos de 90% para la elaboracin del gas de sntesis y del 90% para la preparacin del amonio).

En comparacin, la va integrada solo produce 1.21 kg de amonio en teora y 0.98 kg de amonio por kg de gas natural si se consideran los rendimientos prcticos. La va clsica presenta como desventaja la necesidad de contar con nitrgeno puro, el mismo que se obtiene por destilacin crioscopica del aire, vale decir costos de inversin y operativos nada despreciables.

FIG. C PRODUCCIN DE UREA VA TRADICIONAL

1. Preparacin de gas de sntesis.2. Reaccin de desplazamiento. 3. Absorcin de dixido de carbono.4. Purificacin del hidrogeno.5. Destilacin crioscpica del aire. 6. Sntesis del amonio. 7. Condensacin de amonio y di xido de carbono para obtener la urea.

FIG. D Produccin de urea va integrada1. Preparacin de gas de sntesis.2. Combustin del exceso de metano.3. Reaccin de desplazamiento. 4. Absorcin de di xido de carbono. 5. Purificacin del hidrogeno.6. Sntesis del amonio. 7. Condensacin de amonio y di xido de carbono para obtener la urea.

COSTOS DE PRODUCCIN DE LA UREAFIG E. COSTOS COMPARATIVOS. FUENTE UNIVERSIDAD CATOLICA DE BOLIVIA

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DIAGRAMA DE PROCESO NH3

B. FERTILIZANTES NITROGENADOS

Los fertilizantes nitrogenados ms importantes son tres: el nitrato de amonio (NH4NO3), el sulfato de amonio (NH4SO4H) y la urea (NH2CONH2). Todos ellos tienen como materia prima al amonio (NH3).

Es necesario fertilizar, ya que con la cosecha se pierde una gran cantidad de nitrgeno.

1. NITRATO DE AMONIO

El nitrato de amonio es una sal formada por el anin nitrato y el catin amonio. Su frmula esNH4NO3.

Es un slido blanco. Es higroscpico, esto significa que tiene gran afinidad por el agua, absorbiendo el vapor de agua ambiental.Puede causar explosiones, en ausencia de agua, o si es expuesto a altas temperaturas.Se utiliza fundamentalmente como fertilizante, por su aporte de nitrgeno, y tambin es usado como explosivo.DATOS DEL PRODUCTO COMO FERTILIZANTE:1. Familia Quimica: Sal de amonio1. Formula: (NH4)NO31. Combuerente potente1. En incendios, debe ser considerado como explosivo si se encuentra combinado con hidrocarburos, madera, carbn u otros materiales organicos.1. Forma fsica: Sal cristalina solida.1. Color: Blanco1. Olor: Inodoro1. Se descompone a mas de 210C1. Solubilidad: 118.3 g/100cm31. Peso molecular: 801. Punto de fusin: 170C1. pH: 5 a 20C y 1% solucin

SNTESIS INDUSTRIAL DEL NITRATO DE AMONIO El nitrato de amonio se puede obtener mediante neutralizacin de cido ntrico con amonaco, segn la siguiente reaccin:

Esta reaccin es exotrmica e instantnea.El calor producido en la reaccin depende de la concentracin de cido ntrico usado y del nitrato de amonio, mayores concentraciones de los reactivos producirn ms calor de reaccin. Este calor generado se puede aprovechar para evaporar el agua de la solucin.

PRODUCCIN DE NITRATO DE AMONIO

La produccin de nitrato de amonio comprende las siguientes operaciones generales:

1. LA NEUTRALIZACIN:

El nitrato de amonio se produce por neutralizacin del cido ntrico diluido y amonaco anhidro. La solucin de nitrato de amonio resultante, es concentrada sobre el 95% en peso, con el propsito de producir un nitrato de amonio fundido para granularlo.Todos los procesos que se utilizan actualmente para preparar nitrato de amonio, a partir de amonio y cido ntrico, son similares. Ellos fundamentalmente se distinguen por la forma en que aprovechan el calor de reaccin (el agua contenida en el cido ntrico con el calor de reaccin se calienta y vaporiza, retirando el calor generado). El reactor en el cual se efecta la neutralizacin necesita un control instrumental delicado, que no deje aproximar la solucin a 200 C, que es el punto de riesgo por descomposicin violenta del Nitrato de Amonio. Para obtener un buen nitrato de amonio, es necesario controlar el flujo de reactivos y mantener un pH apropiado de solucin.

1. EVAPORACIN:

Esta operacin elimina casi todo el agua de la solucin de nitrato de amonio hasta alcanzar un contenido en agua aceptable para el proceso empleado en la obtencin del producto acabado (normalmente, por debajo de un 1 por ciento en el caso de los productos perlados y hasta un 8 por ciento en ciertos procesos de granulacin). 1. Perlado: obtener forma de perlas casi redondas. 1. Granulado: obtener un tamao uniforme mediante un clasificador de tamao.

1. SOLIDIFICACIN (PERLADO Y GRANULACIN) La solidificacin es el paso del nitrato de amonio en solucin acuosa o en forma de sal fundida a un producto en forma de pequeas esferas o grnulos.

La solidificacin del nitrato de amonio es exotrmica y el calor desprendido depende de la temperatura de la solucin y de salida del producto, debido a que pueden ocurrir cambios en la estructura cristalina.

Este proceso se verifica en la torre de perdigonado y consiste en dispersar en la torre la solucin concentrada mediante el uso de una tobera especial.

Las gotas que as se forman caen por gravedad hasta el fondo de la torre. En la torre, adems, se hace circular aire ambiente en sentido ascendente. Mediante esto se logra que las gotas se enfren y solidifiquen en su trayecto de cada, llegando al fondo de la torre en forma de perdigones. Las torres de perdigonado en las que se efecta este proceso son de unos 40 metros de alto o de granuladores de bandeja o tambores giratorios.

El tamao adecuado del grano, depende del uso y flucta entre 1 a 4 mm de dimetro. Para mejorar sus propiedades, se utilizan aditivos durante la solidificacin o despus.

1. SECADO, ENFRIADO Y ACONDICIONAMIENTO DEL PRODUCTO

Para su almacenamiento sin problemas, el nitrato de amonio en perdigones debe estar exento de humedad. Por tal motivo, el producto obtenido en el fondo de la torre de perdigonado es pasado a travs de un secador rotatorio. En este secador se retira prcticamente toda la humedad remanente en los perdigones, lo que se logra mediante el contacto con aire caliente y seco.

1. La granulometra del producto a las especificaciones del cliente se ajusta en forma exacta, se dispone de un clasificador con el cual se eliminan el sobretamao y los finos. Estos son reciclados en el proceso mientras que el producto pasa a la etapa de enfriamiento. Hasta aqu y por condiciones de proceso el producto es mantenido a una temperatura ms bien alta.

1. Previo a su ensacado es necesario enfriarlo hasta llegar a una temperatura de aproximadamente 30 grados. Esto se logra pasando el producto por un lecho fluidizado, el que funciona con aire acondicionado (seco). Finalmente, el producto es ensacado en sacos o contenedores, apto para su despacho a las bodegas de los clientes.

DIAGRAMA DE PRODUCCIN

USOS DEL NITRATO DE AMONIO

1. Principal uso como fertilizante, el nitrgeno aportado por el anin nitrato es absorbido directamente por las plantas, mientras que el catin amonio es oxidado por bacterias del suelo hacia nitrito o nitrato, y fertiliza la tierra a ms largo plazo.

1. El nitrato de amonio en combinacin con un derivado del petrleo, da lugar a un explosivo llamado ANFO (ammonium nitrate fuel oil). El ANFO es usado por empresas mineras o empresas de demoliciones, dado que es un explosivo muy barato, fcil de conseguir y bastante seguro. La proporcin de nitrato de amonio y el derivado del petrleo es variable, pero por lo general est en el entorno de 90 a 97 % de nitrato de amonio y 3 a 10% de keroseno u otro derivado.

1. Como droga patrn en anlisis de laboratorio.

1. Una parte de la produccin se dedica a la produccin del xido nitroso (N2O) mediante la termlisis controlada.

2. SULFATO DE AMONIO

PRODUCCION DEL SULFATO DE AMONIODESCRIPCIN DEL PROCESO: En el proceso se emplean como materias primas el cido sulfrico y el amonaco anhidro. El amonaco gaseoso es introducido en un recipiente cilndrico vertical, cuya seccin inferior tiene forma de cono invertido (utilizado como catalizador), que contiene cido sulfrico entre 30 y 50%. La reaccin que se verifica es: 2NH3(g) + H2SO4(ac) (NH4)2SO4(ac) La cristalizacin es la operacin primordial en el proceso. Se forman ncleos cristalinos en una solucin sobresaturada de sulfato de amonio. se dejan crecer los cristales hasta el tamao requerido, la proporcin de los cristales puede graduarse por medio de burbujeo de aire a travs de la solucin. Los cristales del sulfato de amonio se separan por medio de una centrifugacin continua, de donde pasan al secador rotatorio. se tamizan y se envasan en sacos; se pueden vender as o a granel. El proceso es continuo y combina las operaciones de evaporacin, cristalizacin y secado. Se le proporciona al cristalizador un flujo de aire comprimido que permite una temperatura de 65 a 68 C.

FORMULA MOLECULAR: SO4(NH4)2PESO MOLECULAR: 132

PROPIEDADES FISICAS Aspecto: En estado puro son cristales blancos en forma de rombos (Placas, aglomerados), pero en estado comercial de abono presente ligero tono amarillo debido al Sulfuro de Arsnico (proveniente de coqueras).

Densidad: En estado puro es de 1.77, pero el sulfato de amonio agrcola presenta una densidad aparente sin apelmazamiento, de 0.8 a 1.1.

Solubilidad: En el agua es muy grande y aumenta considerablemente con la temperatura. La solubilidad en kg de sulfato de amonio por Lt de agua es: a 0 C, de 70.6; a 20 C, de 75.4; a 60 C, de 88.0 y a 100 C, de 103.3.

Higroscopicidad: propia del sulfato de amonio no es muy alta siendo la humedad atmosfrica crtica del 70%, pero puede aumentar si existe cido sulfrico libre, cuya avidez de agua es muy grande.Indice de Higroscopicidad a 30 C = 20

Reaccin del abono: Acida. Indice de acidificacin = 110

Salinidad: Indice de salinidad = 69

PROPIEDADES QUIMICASEs el resultado de la accin de un cido fuerte (sulfrico) sobre una base dbil (amoniaco). Esto explica que sus soluciones estn parcialmente hidrolizadas y tengan una reaccin ligeramente cida. Por la misma razn, la ebullicin les hace desprender amoniaco.El sulfato amnico puede dar con oxidantes fuerte, como los cloratos, mezclas explosivas.Se descompone en calor (a temperatura elevada) con prdida de NH3. Se descompone fcilmente a temperatura normal con los productos alcalinos y con desprendimiento de amoniaco.

UN MTODO ALTERNATIVO PARA OBTENER SULFATO DE AMONIO, CONSISTE EN HACER REACCIONAR AMONACO CON AGUA Y BIXIDO DE CARBONO. Producto secundario de reformacin del gas natural, para producir en un primer paso carbonato de amonio, como se observa en la siguiente ecuacin: 2NH3(ac) + CO2(ac) + H2O(l) (NH4)2CO3(ac)El carbonato de amonio, se hace reaccionar con agua y yeso CaSO4. 2 H2O producto secundario de la fabricacin de cido fosfrico, reaccin que podemos representar mediante la siguiente ecuacin. (NH4)2CO3(ac) + CaSO4(ac) + H2O (NH4)2SO4(ac) + CaCO3(s)Que genera como subproducto carbonato de calcio, el cual es la materia prima para la produccin de cal viva, material de construccin, de acuerdo con la siguiente ecuacin. CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)El CO2, puede ser utilizado en la primer reaccin y la venta del xido de calcio produce un valor agregado a nuestro proceso.

3. UREA

La urea es uno de los mejores fertilizantes que tienen varias caractersticas distintivas, como su caracterstica no contaminante, mayor capacidad de rendimiento y respeto al medio ambiente.

Apto para todo tipo de cultivos y que no causa ningn dao, ya que slo contiene dixido de carbono y nitrgeno. Se puede guardar fcilmente ya que tiene una excelente vida de anaquel. Disponible en los grnulos grandes, este compuesto orgnico que puede ser almacenado por un perodo de tiempo ms largo, ya que no retenga la humedad.

Otro rasgo caracterstico de este abono es que es muy barato en comparacin con otros fertilizantes y por lo que es ampliamente utilizado por los agricultores. Adems, se sabe que aumenta la fertilidad del suelo y un mejor rendimiento de los cultivos. Se mezcla bien con el suelo a pesar de que se mezcle bien con otros fertilizantes tambin.

La urea como fertilizante presenta la ventaja de proporcionar un alto contenido de nitrgeno, esencial en el metabolismo de la planta ya que se relaciona directamente con la cantidad de tallos y hojas, quienes absorben la luz para la fotosntesis.

Debe tenerse mucho cuidado en la correcta aplicacin de la urea al suelo. Si sta es aplicada en la superficie, o si no se incorpora al suelo, ya sea por correcta aplicacin, lluvia o riego, el amonaco se vaporiza y las prdidas son muy importantes.

Proceso de Produccin

La sntesis de urea a nivel industrial se realiza a partir de amonaco (NH3) lquido, (realizada por el proceso Haber-Bosch), anhdrido carbnico (CO2) gaseoso.

La reaccin se verifica en 2 pasos. En el primer paso, los reactivos mencionados forman un producto intermedio llamado carbamato de amonio y, en la segunda etapa, el carbamato se deshidrata para formar urea.

fig.F . Sintesis de la Urea

Surge un problema dado que las velocidades de las reacciones son diferentes. La primera etapa es mucho ms rpida que la segunda, con lo cual el carbamato intermedio se acumula. Adems, la primera reaccin no se verifica por completo, por lo que tambin quedan amonaco y dixido libres. En adicin a esto, debe mencionarse que el carbamato es un producto altamente corrosivo, por lo cual lo que se hace es degradar la parte de carbamato no convertida a urea en sus reactivos de origen, y luego volver a formarlo.

Un problema del proceso es que en el segundo paso de la reaccin, se forma un producto llamado biuret, que resulta de la unin de dos molculas de urea con prdida de una molcula de amonaco. Este producto es indeseable por ser un txico. Por esta razn es necesaria su eliminacin.

Segn lo expuesto, el proceso completo de produccin de la urea puede separarse en las siguientes etapas.

a) Obtencin de CO2b) Obtencin de amonacoc) Formacin de carbamatod) Degradacin del carbamato y reciclado.e) Sntesis de ureaf) Deshidratacin, concentracin y granulacin

A continuacin se mostrar el diagrama de procesos completo de la produccin de urea, como anteriormente se explic la obtencin del amoniaco, a partir de ahora se explicara la formacin del carbamato, hasta el ltimo proceso que es: deshidratacin, concentracin y granulacin.

fig.G. diagrama de procesos completo de la produccin de ureA

Formacin de carbamato

La reaccin de sntesis de Urea se lleva a cabo a altas presiones (200 bar) y el nivel trmico ptimo (190C) en un reactor construido en acero inoxidable especial.

Antes de ingresar al reactor, el CO2 es comprimido hasta 200 atm, mediante un compresor elctrico y el amonaco hasta 145 atm.

El NH3 y el CO2 reaccionan rpida y exotrmicamente, en una primera etapa, para formar el carbamato, que luego se deshidrata a urea + agua. Esta reaccin logra cerca del 100% en condiciones normales. El carbamato de amonio se forma segn la siguiente reaccin exotrmica.

Descomposicin del carbamato

Lo que se hace es degradarlo nuevamente a NH3 y CO2 para luego volver a formarlo, segn la reaccin de descomposicin:

No todo el Carbamato de Amonio se descompone en Urea y Agua. La fraccin que se descompone para formar Urea en relacin a la cantidad total que ingresa al reactor se denomina conversin. La conversin de Carbamato en Urea en el reactor est en el orden de 70%. El resto debe reciclarse permanentemente y en forma continua al reactor para lograr una conversin total.

Se logra, bajando la presin y temperatura, se desplaza el equilibrio hacia los reactivos. Luego la mezcla gaseosa se vuelve a comprimir causando su recombinacin. Si hay amonaco en exceso, este se separa en forma gaseosa de la solucin de carbamato. Para disminuir los costos totales de la recompresin, esta se realiza en etapas.

Sntesis de urea

El carbamato se deshidrata a urea mediante la reaccin:

La produccin de la Urea se realiza en un reactor vertical, que opera a 188 190 C y 160 Kgf/cm2 absoluta, una relacin N/C de 3,6 3,8, un tiempo de residencia de alrededor de 45 minutos y un grado de conversin (en un paso) del 65 70 %.

Esta operacin combina la formacin de carbamato (exot., rpida) en su parte inferior, por la alimentacin de CO2 y NH3 en exceso y la descomposicin del carbamato en urea (mucho mas lenta y endotrmica).

Deshidratacin, concentracin y granulacin

Concentracin

La corriente de Urea y agua obtenida en las etapas de Descomposicin, la cual contiene aproximadamente 70% de Urea, es concentrada al 80% en un concentrador de vaco mediante la aplicacin de calor externo utilizando vapor de agua. Esta corriente se denomina Urea de Sntesis, y es bombeada hacia la unidad de Evaporacin.

Evaporacin

La corriente proveniente del Concentrador se sigue concentrado en dos etapas de Evaporacin, la primera de ellas (se concentra hasta 95 %) operando a 0.3 Kg/cm2 absolutos y la segunda (se concentra hasta 99.8 %) a muy alto vaco, para lograr la evaporacin del agua sin descomponer trmicamente la Urea. Un equipo clave de esta etapa es un eyector de importantes dimensiones que permite lograr los niveles de vaco requeridos.

Se obtiene de este modo una corriente de Urea fundida a 132 C con muy bajo contenido de agua, del orden de 0.5%. Esta corriente es enviada a la Torre de Prilling para la formacin de perlas de Urea. GranulacinLuego se pasa al perlado de Urea (formacin de pequeas perlas del orden de 2 4 mm de dimetro) se realiza en la Torre de Perlado (Torre de Prilling).

La Urea fundida es bombeada a la parte superior de la torre de 80 metros de altura y 16 metros de dimetro. Mediante un canasto giratorio con unas 6000 pequeas perforaciones se logra obtener una lluvia de Urea fundida, cuyas gotas se van solidificando primero y enfriando luego durante su cada libre, a la vez que se hace circular aire en sentido contrario mediante grandes ventiladores ubicados en la parte superior de la torre.

Se obtiene de este modo el producto final, a unos 40 50 C de temperatura, el cual es transportado mediante elevadores y cintas a los silos de almacenaje.

Mercado Nacional e Internacional de la urea

Mercado Internacional

La tendencia del mercado mundial de la urea es creciente, esto debido a su fcil produccin, mltiples usos, ecolgico y bajo precio en comparacin de otros fertilizantes. Para finales del 2011 el mercado mundial de la urea experimenta una oferta mayor a la demanda. (Ver Anexo E.1)

Adems de eso se pronostica que la capacidad de produccin de urea aumentara considerablemente en Amrica Latina debido a los nuevos proyectos en estas regiones. (Ver Anexo E.2)

Mercado Nacional

Entre los aos de 2006-201 el valor FOB de la urea ha variado entre MMUSD 60 y MMUSD 160, lo cual es una gran volatilidad. En la siguiente tabla y grafico se puede observar el comportamiento de la urea en el mercado. (Ver Anexo E.3)

En el ao 2012 Rusia result ser nuestro mayor proveedor de urea con un total de 186 Miles de TM (segn SUNAT), quedando como segundos y terceros proveedores Ucrania y China respectivamente. (Ver Anexo E.4)

Proyectos petroqumicos en el Per

Este proyecto consiste en la construccin y operacin de un complejo petroqumico en el distrito de San Juan de Marcona. Esta planta producir amonaco y urea, para atender a los mercados de fertilizantes en Amrica del Sur y la costa oeste de Amrica Central.

Comprende tambin la construccin de un muelle para el despacho por va martima de sus productos.

El Proyecto comprende instalaciones terrestres en un rea aproximada de 152 hectreas e instalaciones marinas en un rea acutica de 80 hectreas.

Su localizacin ser la Baha San Juan, distrito de Marcona, provincia de Nazca, Regin Ica.

Con una inversin estimada de 2000 MMUS$, segn EIA..

Tabla 1 : Caracteristicas del proyecto

C. FERTILIZANTES FOSFATADOS

Los fertilizantes de fosfato incluyen los siguientes: piedra de fosfato molida, escoria bsica (un subproducto de hierro y acero), superfosfato (producido al tratar la piedra de fosfato con cido fosfrico), y fosfato mono y diamnico. Las materias primas bsicas son: piedra de fosfato, cido sulfrico (que se produce, usualmente, en el sitio con azufre elemental), y agua.

Los fosfatos amnicos tienen una reaccin residual cida, aunque inicialmente tienen una reaccin alcalina, por lo que son muy adecuados para suelos neutros o bsicos. La fertilizacin con fsforo es clave, no slo para restituir los niveles de nutriente en el suelo, sino tambin para obtener plantas ms vigorosas y promover la rpida formacin y crecimiento de las races, hacindolas ms resistentes a la falta de agua. El Fsforo tambin mejora la calidad de frutas y granos, siendo vital para la formacin de las semillas. La deficiencia de fsforo retarda la madurez del cultivo.

Los fosfatos de amonio poseen excelentes propiedades fsicas, resultando actualmente los fertilizantes fosfatados ms populares. Entre otras ventajas son los fertilizantes ms concentrados del mercado, entre 62 y 64% de nutrientes.

El fsforo de los fosfatos de amonio es totalmente soluble en agua.

El cido fosfrico y el amonaco producen fosfato da amonio: (NH4)3PO4

Fosfato monoamnico

Recomendado para girasol, maz, trigo, pasturas, frutales.

ComposicinNitrgeno TotalExpresado en N: 12%

Fsforo AsimilableExpresado en P: 22%

Grado12 - 22 - 00 (N: 12% P: 22.5% K: 0%)

Grado equivalente12 - 52 00

Forma FsicaSlida en grnulos

ColorMarrn oscuro o amarillo arena/ Beige

Reaccion en el Suelocida

Indice de Acidez65

Fosfato de amonio azufrado

Indicado para suelos con historial soja en planteos de alta produccin de maz para una respuesta inmediata.

Nitrgeno TotalExpresado en N: 14%

Fsforo AsimilableExpresado en P: 14,8%

Grado14 - 14.8 - 00 - 08S

Grado equivalente14 - 34 - 00 - 08S

Forma FsicaSlida en grnulos

ColorMarrn oscuro

Reaccion en el Suelocida

Indice de Acidez65

Fosfato diatmico

Recomendado para siembras de maz, girasol, pasturas y frutales.Nitrgeno TotalExpresado en N: 18%

Fsforo AsimilableExpresado en P: 20%

Grado18 - 20 - 00 (N: 18% P: 20% y K: 0%)

Grado equivalente18 - 46 00

Forma FsicaSlida en grnulos

ColorMarrn oscuro

Reaccion en el Suelocida

Indice de Acidez61

Grfico H. Fosfato diatmico (DAP) Precio Mensual - Nuevo Sol peruano por Tonelada

Superfosfato

Los fertilizantes fosfatados provienen de un mineral conocido como apatita que es una roca fosfrica. La fluoroapatita Ca5(PO4)3F es insoluble en agua, por lo que para agregar fsforo al suelo es necesario convertirla en una sal soluble en agua como el fosfato dihidrgeno de calcio Ca(H2PO4)2, para lograr esta conversin, la fluoroapatita se hace reaccionar con H2SO4 y se obtiene la especie soluble y asimilable por las plantas Ca(H2PO4)2 , la reaccin de obtencin es: Ca5(PO4)3F(s) + 7H2SO4 3 Ca(H2PO4)2 (ac) + 7CaSO4(s) + 2HF(g)

Sper fosfato triple de calcio

Para aportes obligatorios donde el nivel de fsforo nativo es bajo, y tambin para aportes superficiales. Recomendado para pasturas y cultivos en general.FsforoExpresado en P: 20%

Grado00 - 20 - 00 (N: 0% P: 20% y K: 0% Ca: 13%)

Grado equivalente00 - 46 - 00 + Ca: 13%

Forma FsicaSlida en grnulos

ColorGris Amarronado

Reaccion en el SueloNeutra

Grfico I. Superfosfato triple Precio Mensual - Nuevo Sol peruano por Tonelada

Super fosfato simple

Recomendado para soja, girasol, mezcla para maz, pasturas.

Fsforo TotalExpresado en P205: 21%

Azufre AsimilableExpresado en S: 12%

Grado00 - 09 - 00 (N: 0% P: 9% y K: 0% S: 12% Ca: 20%)

Grado equivalente00 - 21 - 00 - S 12 - Ca: 20

Forma FsicaSlida en grnulos

ColorGris

Reaccion en el SueloNeutra

Geofos

Es factible su aplicacin al voleo y ofrece grandes ventajas si es incorporado al encontrarse por debajo de las races, favoreciendo su masa y anclaje.

FsforoExpresado en P205: 30%

AzufreExpresado en SO3: 15%

Grado0 - 13.5 0

Grado equivalente0 - 30 - 0 (N: 0% P205: 30% K20: 0% S: 6% Ca: 26%)

Forma FsicaGranular

ColorMarrn Oscuro

Reaccion en el SueloBsica

Indice de Acidez10

Labrador P

Al estar en solucin, el fsforo es de rpida asimilacin.La aplicacin del producto es directa al suelo y no requiere el uso de sistemas de riego, sin necesidad de preparar una solucin madre

Grado0 - 4,3 - 0

Grado equivalente0 - 10 0

Fsforo soluble4,3%

Reaccin en el Suelocida

Densidad1,08 g/mL (a 25C)

pH2,2 (al 1%) - 1,8 (al 10%)

Labrador NP

Aporte de fsforo y nitrgeno lquido de mxima disponibilidad, ideal para cereales como maz y trigo

Grado6 - 3,4 - 0

Grado equivalente6 - 8 - 0

Nitrgeno total6,0%

Fsforo soluble3,4%

Reaccin en el suelocida

Densidad1,09 g/mL (a 25C)

pH2,2 (al 1%) 1,8 (al 10%)

Labrador NPS

Ideal para suelo con bajo contenido de MO% y con probalidades de respuesta a la adicin de S, en cultivos como soja y maz.

Grado4 - 3,3 - 0

Grado equivalente4 - 7,5 - 0

Nitrgeno total4,2%

Fsforo soluble3,3%

Azufre en sulfatos5%

Reaccin en el suelocida

Densidad1,17 g/mL (a 25C)

Ph2,4 (al 1%) 1,9 (al 10%)

La demanda mundial de fertilizantes est aumentando como consecuencia del incremento de la poblacin mundial y el uso de prcticas modernas en agricultura en pases desarrollados.

30 pases abastecen tanto mercados locales como internacionales. Los 12 primeros ocupan casi 95% de la produccin total del fosfato. Los tres primeros productores, China, Estados Unidos, Marruecos y Sahara Occidental, abarcan alrededor del 70 % de la produccin total mundial.

Las reservas probadas de Marruecos cubren alrededor 50% del total y a su vez sus reservas potenciales y los recursos se ubican aproximadamente en el 60% de los recursos totales del mundo. Los E.E.U.U. y la China abarcan cerca del 20% de recursos mundiales

Tendencias al 2016

Fuente: FAO

D. FERTILIZANTES POTSICOS El K se encuentra presente en la mayora de las rocas y suelos La principal fuente de potasio se extrae a partir de las evaporitas, son rocas sedimentarias de origen qumico, formadas como consecuencia de la evaporacin de aguas conteniendo abundantes sales en disolucin. Depsitos de sales en el mundo: como KCl y K2SO4 (< cantidad) Caracterstica general de las fuentes: solubilidad Los depsitos de K se encuentra en Canad, Rusia y Bielorrusia, Europa Occidental, Israel y Jordania se ve en el anexo D.1

Cloruro potasico Con hasta 60 % de K2O es el fertilizante mas usao en la mayoria de cultivos Sulfato de potasio Se fabrica al tratar la silvita con cido sulfrico, tiene un 48 % de K2O y 18 % de S, es de rpida accin, pero su precio es ms elevado que otras sales de potasio. Se usa mas en cultivos sensibles al cloro o que necesitan mas azufre Nitrato de potasio Es un abono binario con un 13% de N y 44 % de K2O asimilable. La forma de aplicacin es similar a la del fsforo, en general se utilizan juntos durante las labores de fertilizacin.

Incorporacin alNPK :La etapa posterior a la incorporacin de fsforo en los compuestos NPK consisten en agregar potasio como cloruro o sulfato componentes que se mezclan en forma homognea en la pasta, para luego disolverse mayormente en la misma. De acuerdo a la frmula de reproducir se pueden agregar en esta etapa magnesio y micronutrientes. Posteriormente mediante granulacin y secado se pasa esta pasta a una forma slida. Al cribar los granos (segn la forma y tamao), se obtiene un espectro granulomtrico correcto. Despus de enfriamiento los grnulos reciben un tratamiento especial de superficie, para mejorar sus propiedades de almacenamiento, transporte y aplicacin.

E. ANEXOS

ANEXO A (NITRATO DE AMONIO)

ANEXO A.1

Reservas mundiales de Potasa en 2008

ANEXO A.2

Requerimientos energticos de produccin de fertilizantes 2004 (promedio mundial)ANEXO A.3

ANEXO A.4

Algunos fertilizantes importantes y su porcentaje de componentes

ANEXO B.1

Evolucin de la OFERTA Y DEMANDA MUNDIAL: UREA 2007-2011 (Millones tonelada)

ANEXO B.2

Capacidad de produccin de urea de nuevos proyectos por regiones

ANEXO B.3

Evolucin del consumo de urea en el Per

ANEXO B.4

Importaciones de la urea segn pas de origen en el ao 2012

BIBLIOGRAFIA

El Nitrato de Amonio | La Gua de Qumicahttp://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/el-nitrato-de-amonio#ixzz32eP9GUIehttp://www.minem.gob.pe/minem/archivos/Descripci%C3%83%C2%B3n%20General%20del%20Proyecto.pdf http://www.diquima.upm.es/old_diquima/docencia/tqindustrial/docs/cap3_amoniaco.pdf http://www.prtr-es.es/data/images/LVIC-AAF-FINAL.pdfhttp://www.slideshare.net/search/slideshow?searchfrom=header&q=nitrato+de+amoniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_amonio#Procesos_de_fabricaci.C3.B3nhttp://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/977/1/janampa_sm.pdf http://www.ignaciorodriguez.com.mx/Presentaciones/Doc_quimica3/Complementoscursoq3/Obtenciondefertilizantes.pdfhttp://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16719/1/procesos.pdfhttp://www.indexmundi.com/es/precios-de-mercado/?mercancia=fosfato-diamonico&meses=12&moneda=penhttp://www.fagro.edu.uy/~fertilidad/curso/docs/TECNOLOGIA.pdfhttp://www.fundaciongasnaturalfenosa.org/SiteCollectionDocuments/Actividades/Seminarios/Murcia%20200606/Ponencia%20Sr.%20Antonio%20L.%20Alarc%C3%B3n.pdf