El nitr¨®geno es vida

SE ATRIBUYE al m¨¦dico escoc¨¦s Daniel Rutherford, t¨ªo del novelista sir Walter Scott, el descubrimiento del nitr¨®geno. Su maestro ?Joseph Black hab¨ªa descubierto que la atm¨®sfera est¨¢ formada mayoritariamente por dos gases: uno que permit¨ªa la vida y la combusti¨®n, y otro que no. Rutherford descubri¨® que pod¨ªa aislar el gas que no permit¨ªa la combusti¨®n, filtrando el aire con magnesia. Posiblemente a esta misma conclusi¨®n hab¨ªan llegado otros qu¨ªmicos coet¨¢neos como Carl Wilhelm Scheele o Joseph Priestley. Antoine Lavoisier tambi¨¦n descubri¨® que si se produc¨ªa una combusti¨®n en una campana cerrada, luego ese aire no era capaz de albergar vida animal, por lo que lo llam¨® ¡°azote¡± (del griego azoe, que quiere decir sin vida), denominaci¨®n que sigue utiliz¨¢ndose en franc¨¦s. El nombre de nitr¨®geno es posterior y se lo debemos a Jean-Antoine Chaptal, que lo bautiz¨® as¨ª por ser el formador de nitratos. El nitr¨®geno es una de las mol¨¦culas esenciales para la vida, ya que forma parte de la estructura de mol¨¦culas tan importantes como las prote¨ªnas, el ADN, el ARN, o de las vitaminas del grupo B. Por lo tanto, sin nitr¨®geno no existir¨ªa la vida y, de hecho, este elemento ha sido uno de los factores que m¨¢s han limitado el crecimiento de la poblaci¨®n durante siglos.

El aire atmosf¨¦rico es un 78% de nitr¨®geno, por lo que aparentemente su suministro es pr¨¢cticamente ilimitado. Pero hay un problema. El nitr¨®geno gaseoso es una mol¨¦cula muy estable e inerte que no es aprovechable para hacer mol¨¦culas biol¨®gicas. ?C¨®mo existe la vida en la Tierra si el nitr¨®geno no es aprovechable? Las plantas han sabido encontrar soluciones. Hay algunas que en sus ra¨ªces tienen n¨®dulos donde habitan bacterias capaces de fijar el nitr¨®geno atmosf¨¦rico y convertirlo en amonio y as¨ª se incorpora a la materia viva. Otras se basan en la asimilaci¨®n de las sales de nitr¨®geno, como nitratos que pueden aparecer en dep¨®sitos minerales, y otras crecen preferentemente en zonas donde hay animales, fertiliz¨¢ndose con sus deposiciones. Algunas tienen soluciones m¨¢s ex¨®ticas. Las plantas carn¨ªvoras viven en entornos pobres en nitr¨®geno y por eso palian este d¨¦ficit comiendo insectos. Recientemente se descubri¨® en la selva de Borneo que una especie de murci¨¦lago utilizaba una planta carn¨ªvora (Nepenthes rafflesiana) como retrete, de forma que esta prefer¨ªa fertilizarse con sus residuos a cazar insectos. Hay descrito un caso similar de plantas carn¨ªvoras reconvertidas en v¨¢ter de musara?as.

Los animales lo tenemos m¨¢s complicado. En la naturaleza, el suelo est¨¢ en equilibrio y un ecosistema crece en funci¨®n del nitr¨®geno disponible, que depende de la presencia de organismos fijadores. Nosotros para comer cultivamos el suelo y de ah¨ª obtenemos el nitr¨®geno que necesitamos. Durante siglos, para los agricultores fue un quebradero de cabeza que despu¨¦s de varias cosechas los suelos se agotaran y bajara el rendimiento. En el siglo XIX, el qu¨ªmico alem¨¢n Liebig descubri¨® que la soluci¨®n era utilizar fertilizantes ricos en nitratos, la mayor¨ªa de origen animal. En las zonas agr¨ªcolas todav¨ªa es frecuente ver anuncios de nitrato de Chile, unos caracter¨ªsticos azulejos con la silueta de un hombre a caballo que, por cierto, se convirti¨® en una pieza maestra art d¨¦co. En el siglo XIX los excrementos de focas, murci¨¦lagos y aves marinas depositados en las islas del guano fueron una importante fuente de ingresos para Per¨².

No obstante, la producci¨®n de alimentos no puede basarse en que haya excrementos suficientes para dar de comer a todos, entre otras cosas porque los dep¨®sitos naturales no abundan, y los del ganado se alimentan de pienso, que tambi¨¦n hay que cultivar y fertilizar, por lo que tenemos un ciclo imposible de cerrarse. Si actualmente somos 7.000 millones de personas es porque a finales del siglo XIX los qu¨ªmicos Haber y Bosch descubrieron el proceso industrial que permit¨ªa obtener amoniaco a partir del nitr¨®geno atmosf¨¦rico. La importancia que tiene este proceso es tal que se calcula que el 8,27% del total del consumo de energ¨ªa mundial se utiliza en esta reacci¨®n qu¨ªmica y el 75% de los ¨¢tomos de nitr¨®geno de su cuerpo han pasado por este proceso. Por lo tanto, dijera lo que dijera Lavoisier, el nitr¨®geno es vida.

Poca broma con el amoniaco

¡ª El ciclo de Bosch-Haber, que es la reacci¨®n de nitr¨®geno e hidr¨®geno gaseosos para producir amoniaco, no sirve solo para hacer fertilizantes. El amonio o los derivados son la base de muchos explosivos. En ¨¦poca de guerra se controla la producci¨®n de grasas y aceites, puesto que a partir de ellos se obtiene glicerina, que haci¨¦ndola reaccionar con ¨¢cido n¨ªtrico produce nitroglicerina, y esta a su vez, absorbida en un barro poroso, es la dinamita. Tambi¨¦n se pueden obtener otros explosivos como el TNT (trinitrotolueno) o el amonal, que es la mezcla de nitrato am¨®nico, aluminio en polvo fino y carb¨®n. As¨ª que mucho cuidado con el nitr¨®geno.