Importancia del nitrógeno


El nitrógeno es un elemento químico bastante ligero, encuadrado en la tabla periódica dentro de los denominados no metales. En el rango de temperaturas ambientales se encuentra en estado gaseoso, necesitando una intensísima ultracongelación para pasar al estado líquido. En este último estado tiene una apariencia muy similar a la del agua, pues es incoloro e inodoro. Pero ambientalmente se presenta como un gas asimismo incoloro e inodoro, incombustible y menos denso que el aire, del que forma parte.

Nitrógeno – Fuente: Pixabay

Precisamente en el fluido que respiramos tiene la condición de ingrediente mayoritario. Y es que el aire es fundamentalmente nitrógeno, un 78 %, complementado con oxígeno (21 %) y gases nobles. De alguna manera se comporta como limitante del poder comburente del oxígeno, haciendo que las combustiones sean controladas.

En su papel de nutriente se le adjudica enorme trascendencia desde la misma base de la cadena alimentaria, el suelo. En este suele constituir, con potasio y fósforo, la base de la nutrición mineral para el rendimiento de las cosechas. Mundialmente se considera el nutriente más limitante de la producción agrícola y por tanto, el más usado como fertilizante.

Sus formas de presentación en la naturaleza

Si obviamos su protagonismo testimonial en la corteza terrestre (un 0,002%), estamos hablando del elemento más abundante en nuestro planeta. Pero en la atmósfera no lo encontramos en forma elemental atómica, sino como N2, una molécula que es muy estable. De ello se desprende la consecuencia de que es prácticamente imposible su aprovechamiento directo por el hombre desde la atmósfera.

Desde un punto de vista práctico como seres humanos, encontramos su mayor importancia en su participación en principios inmediatos vitales. Las proteínas y los ácidos nucleicos (ADN y ARN) contienen este elemento en lugares muy precisos de sus moléculas. De suerte que sin nitrógeno no existirían estos principios inmediatos y sin ellos no habría vida. Así de sencillo.

Pero no debemos ignorar la importancia de su presencia en los suelos destinados a su aprovechamiento agrícola. Pueden llegar a contener hasta 30 toneladas por hectárea en forma de diferentes combinaciones nitrogenadas (especialmente nitratos). De su presencia depende en buena medida la capacidad fertilizante de esos suelos y, por ende, su productividad.

Su ciclo biológico

El ciclo del nitrógeno es uno de los grandes fenómenos que regulan la actividad terrestre, fuertemente condicionado por el hombre. El N2 atmosférico se recicla utilizando dos formas intermediarias: amoniaco y nitratos. Para ello se incorpora al suelo combinándose con el hidrógeno y formando amoniaco. Es la llamada fijación del nitrógeno.

Una de las fases primordiales es su conversión en sustancias capaces de ser asimiladas por los vegetales. En esta etapa, crucial para las cadenas alimentarias, intervienen decisivamente microorganismos fijadores de N, valiéndose de una enzima específica, nitrogenasa. De excepcional interés es la simbiosis entre dichos microorganismos (bacterias y algas cianofíceas) y plantas leguminosas para materializar esa fijación.

El proceso de nitrificación llevado a cabo por bacterias convierte el amoniaco elaborado en la etapa de fijación en nitratos. Finalmente, acontece la llamada desnitrificación, un proceso también bacteriano. En él son transformados los nitratos en nitritos, fuente de N asimilable para los vegetales superiores. Los no aprovechados serán convertidos en nitrógeno volátil, que retorna a la atmósfera.

Sus aplicaciones industriales

Múltiples son las posibilidades de utilización industrial de este elemento. Como botones de muestra, crear atmósferas inertes, fabricar amoniaco, purgar hidrocarburos inflamables o como propelente en aerosoles y extintores. Pero quizá su aplicación más extendida sea la criogénica, derivada de su capacidad refrigerante y ultracongelante en estado líquido.

Se considera el refrigerante ideal en ensayos de conductividad eléctrica de materiales. En la conservación de muestras biológicas es un agente conservante a -196º C de bajo coste. Aquí se incluyen tejidos, células, sangre, semen, embriones e incluso válvulas cardíacas.

Pero el potencial de uso del nitrógeno líquido no se agota en el campo de la medicina. Disminuye el impacto ambiental en la separación de los componentes dentro del reciclado de neumáticos. Y en el crio-rebabado de goma de sellos, congelando el caucho sobrante con N líquido se logra mayor calidad de acabado y mayor eficiencia productiva.

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