El nitrógeno es vida

SE ATRIBUYE al médico escocés Daniel Rutherford, tío del novelista sir Walter Scott, el descubrimiento del nitrógeno. Su maestro ­Joseph Black había descubierto que la atmósfera está formada mayoritariamente por dos gases: uno que permitía la vida y la combustión, y otro que no. Rutherford descubrió que podía aislar el gas que no permitía la combustión, filtrando el aire con magnesia. Posiblemente a esta misma conclusión habían llegado otros químicos coetáneos como Carl Wilhelm Scheele o Joseph Priestley. Antoine Lavoisier también descubrió que si se producía una combustión en una campana cerrada, luego ese aire no era capaz de albergar vida animal, por lo que lo llamó “azote” (del griego azoe, que quiere decir sin vida), denominación que sigue utilizándose en francés. El nombre de nitrógeno es posterior y se lo debemos a Jean-Antoine Chaptal, que lo bautizó así por ser el formador de nitratos. El nitrógeno es una de las moléculas esenciales para la vida, ya que forma parte de la estructura de moléculas tan importantes como las proteínas, el ADN, el ARN, o de las vitaminas del grupo B. Por lo tanto, sin nitrógeno no existiría la vida y, de hecho, este elemento ha sido uno de los factores que más han limitado el crecimiento de la población durante siglos.

El aire atmosférico es un 78% de nitrógeno, por lo que aparentemente su suministro es prácticamente ilimitado. Pero hay un problema. El nitrógeno gaseoso es una molécula muy estable e inerte que no es aprovechable para hacer moléculas biológicas. ¿Cómo existe la vida en la Tierra si el nitrógeno no es aprovechable? Las plantas han sabido encontrar soluciones. Hay algunas que en sus raíces tienen nódulos donde habitan bacterias capaces de fijar el nitrógeno atmosférico y convertirlo en amonio y así se incorpora a la materia viva. Otras se basan en la asimilación de las sales de nitrógeno, como nitratos que pueden aparecer en depósitos minerales, y otras crecen preferentemente en zonas donde hay animales, fertilizándose con sus deposiciones. Algunas tienen soluciones más exóticas. Las plantas carnívoras viven en entornos pobres en nitrógeno y por eso palian este déficit comiendo insectos. Recientemente se descubrió en la selva de Borneo que una especie de murciélago utilizaba una planta carnívora (Nepenthes rafflesiana) como retrete, de forma que esta prefería fertilizarse con sus residuos a cazar insectos. Hay descrito un caso similar de plantas carnívoras reconvertidas en váter de musarañas.

Los animales lo tenemos más complicado. En la naturaleza, el suelo está en equilibrio y un ecosistema crece en función del nitrógeno disponible, que depende de la presencia de organismos fijadores. Nosotros para comer cultivamos el suelo y de ahí obtenemos el nitrógeno que necesitamos. Durante siglos, para los agricultores fue un quebradero de cabeza que después de varias cosechas los suelos se agotaran y bajara el rendimiento. En el siglo XIX, el químico alemán Liebig descubrió que la solución era utilizar fertilizantes ricos en nitratos, la mayoría de origen animal. En las zonas agrícolas todavía es frecuente ver anuncios de nitrato de Chile, unos característicos azulejos con la silueta de un hombre a caballo que, por cierto, se convirtió en una pieza maestra art déco. En el siglo XIX los excrementos de focas, murciélagos y aves marinas depositados en las islas del guano fueron una importante fuente de ingresos para Perú.

No obstante, la producción de alimentos no puede basarse en que haya excrementos suficientes para dar de comer a todos, entre otras cosas porque los depósitos naturales no abundan, y los del ganado se alimentan de pienso, que también 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 químicos Haber y Bosch descubrieron el proceso industrial que permitía obtener amoniaco a partir del nitrógeno atmosférico. La importancia que tiene este proceso es tal que se calcula que el 8,27% del total del consumo de energía mundial se utiliza en esta reacción química y el 75% de los átomos de nitrógeno de su cuerpo han pasado por este proceso. Por lo tanto, dijera lo que dijera Lavoisier, el nitrógeno es vida.

Poca broma con el amoniaco

— El ciclo de Bosch-Haber, que es la reacción de nitrógeno e hidrógeno gaseosos para producir amoniaco, no sirve solo para hacer fertilizantes. El amonio o los derivados son la base de muchos explosivos. En época de guerra se controla la producción de grasas y aceites, puesto que a partir de ellos se obtiene glicerina, que haciéndola reaccionar con ácido nítrico produce nitroglicerina, y esta a su vez, absorbida en un barro poroso, es la dinamita. También se pueden obtener otros explosivos como el TNT (trinitrotolueno) o el amonal, que es la mezcla de nitrato amónico, aluminio en polvo fino y carbón. Así que mucho cuidado con el nitrógeno.