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Nitrogênio: Bem e Mal

                                
          O nitrogênio é um elemento que existe tanto para o propósito de destruição e criação. Compondo 78% da atmosfera na forma de gás diatômico, ele é componente essencial de base da vida, formando aminoácidos, DNA, RNA e diversos outros compostos orgânicos essenciais. Por outro lado, os nitratos explosivos sintetizados a partir dele são uma das armas mais destrutivas, com a nitroglicerina sendo um exemplo clássico.

           Mesmo sendo um bloco chave na construção dos seres vivos, o nitrogênio disponível, na forma de gás, é extremamente difícil de ser utilizado por possuir uma forte ligação tripla, a qual é muito forte e estável. Diferente do gás carbônico e água, os quais contém os três outros blocos essenciais (oxigênio, hidrogênio e carbono) e são fáceis de serem incorporados nos sistemas dos produtores ecológicos, o gás nitrogênio necessita de uma ajuda catalítica especial, naquele famoso
esquema do ciclo de nitrogênio. Bactérias no solo,usando catalisadores organometálicos, conseguem
transformar nitrogênio gasoso em íons amônios, nitritos ou nitratos, dependendo do tipo de bactéria. Estas novas formas químicas são facilmente aproveitadas pelas plantas e outros produtores primários. Relâmpagos, cuja energia liberada é extraordinária, também contribuem para a produção de amônia, em uma quantidade de 3 a 4%. Nos solos, estas bactérias, conhecidas como nitrificantes, são encontradas em simbiose com as leguminosas, plantas com vagens, como o feijão, e ficam alojadas em tubérculos situados nas raízes. A planta fornece carboidratos para os nitrificantes e estes
fornecem compostos nitrogenados para ela e ao solo ao redor. Por isso, sistemas de plantações rotacionais ou que dividem espaço com leguminosas beneficiam muito o crescimento de qualquer outra espécie ali plantada.

          Os outros seres vivos, como os animais, conseguem seu nitrogênio comendo os produtores primários, e todos também fertilizam o solo com os nitrogenados depois da morte, durante a decomposição. As plantas carnívoras, por habitarem em solos muito pobres em derivados do nitrogênio, precisam consegui-los de outros seres, devorando insetos e outros pequenos seres. Todo este processo sustenta um equilíbrio naturalmente programado pela natureza, a qual não previu a exponencial expansão humana.

Ciclo do Nitrogênio na natureza


      
             Com a explosão demográfica, principalmente no período da Revolução industrial, a produção de alimentos através do processo sustentado pelas bactérias nitrificantes (como eu expliquei acima, o nitrogênio é um fator limitante ao crescimento, já que é de difícil aproveitamento) já não conseguia alimentar a sociedade humana. Diversas fontes de nitrogenados foram procuradas para fertilização, indo da exploração de guano (excretas das aves, as quais impregnam grossas camadas de terra em ilhas), aproveitamento de explosivos em heranças de guerra e nitrato de potássio no deserto de Atakama (o qual foi muito disputado e desencadeou uma guerra entre Peru e Chile). Mesmo assim, nada foi suficiente para saciar a fome cada vez crescente da humanidade.

           No auge do desespero, um milagre químico surgiu no começo do século 20, com o nome de ´processo Haber–Bosch´, em homenagem ao seu descobridor, e otimizador. Até hoje considerado a maior invenção humana, este processo industrial utiliza pressões e temperaturas altíssimas, em união com catalisadores de ferro e outros metais em menor escala, para transformar gás nitrogênio e hidrogênio em amônia, a qual é, então, utilizada para a fabricação de fertilizantes. Sem esta síntese industrial, mais de um terço da população atual estaria sem condições de comer, e é provável que a maior parte do seu corpo deve a existência ao Haber–Bosch, cuja maior instalação produtiva encontra-se na Alemanha.

À esquerda, uma antiga torre catalisadora da reação de síntese da amônia; à direita o descobridor desse processo, Carl Bosch





           Hoje, cientistas buscam um modo de frear a produção artificial de nitrogênio pela invenção salvadora e ganhadora do Nobel por motivos irônicos. O excesso de amônia produzido no mundo leva à descarga de nitrogenados no ambiente aquático, causando o estrago ambiental conhecido como eutrofização, na qual as algas e fitoplâncton são bombardeados com nutrientes, crescem sem controle e aumentam de forma massiva a quantidade de outros seres vivos no ecossistema aquático que alimentam-se deles, além de aumentar o número de mortos que entram no processo de decomposição. Nisto, a taxa de oxigênio requerido para manter toda esta teia eleva-se a um ponto crítico e, literalmente, acaba asfixiando o ambiente. E este problema está ficando cada vez mais comum. 

           Além disso, o hidrogênio utilizado no Haber - Bosch provém do metano, um gás natural que poderia estar sendo direcionado em maior quantidade para o setor energético e provendo as células a combustível com o mesmo hidrogênio. A estratégia almejada, por enquanto, pelos pesquisadores é a utilização da engenharia genética para a criação de plantas cultiváveis diversas que possuam o mesmo sistema de simbiose das leguminosas, para não ser mais necessário a injeção agressiva de fertilizantes nitrogenados no solo.

             De qualquer maneira, fica a mensagem para os naturalistas extremos, os quais abominam a
interferência da ciência na criação e otimização da vida: nossa inteira sociedade já é sustentada, há muito tempo, pelas luvas de laboratório. E o nosso futuro dependerá delas.