Ciclo del nitrogeno

a) Generalidades
El Nitrógeno (N), el ladrillo que construye la vida, es un componente esencial del ADN, del ARN, y de las proteínas. Todos los organismos requieren nitrógeno para vivir y crecer. A pesar que la mayoría del aire que respiramos es N2, la mayoría del nitrógeno en la atmósfera no está al alcance para el uso de los organismos. La razón reside en que debido al fuerte enlace tripleentre los átomos N en las moléculas de N2, el nitrógeno es relativamente inerte. En realidad, para que las plantas y los animales puedan usar nitrógeno, el gas N2 tiene primero que ser convertido a una forma química disponible como el amonio (NH4+), el nitrato (NO3-), o el nitrógeno orgánico (ejemplo: urea - (NH3)2CO).
El Nitrógeno es un elemento increíblemente versátil que existe en formainorgánica y orgánica, a la vez que en muchos y diferentes estados de oxidación.

a) Importancia (cadena alimenticia, ecología, agricultura)

La naturaleza inerte del N2 significa que el nitrógeno biológico disponible es, a menudo, escaso en los ecosistemas naturales. Esto limita el crecimiento de las plantas y la acumulación de biomasa. El movimiento del nitrógeno entre la atmósfera, la biósfera yla geósfera en sus diferentes formas está descrito en el ciclo del nitrógeno. Éste es uno de los ciclos biogeoquímicos más importantes. Al igual que el ciclo carbónico, el ciclo del nitrógeno consiste en varios bancos o bolsas de almacenamiento de nitrógeno y de procesos por los cuales las bolsas intercambian nitrógeno.
Debido a la interacción del amoníaco con ciertas fracciones de la materiaorgánica el amoniaco anhidro influye notablemente sobre la estabilización general de los agregados del suelo. Es evidente también el buen efecto de este abono sobre la descomposición de los residuos vegetales en la tierra, en relación con la posibilidad de constituir enlaces químicos entre el amoniaco y ciertas porciones de la materia orgánica no totalmente evolucionada.

A largo plazo semanifiesta también una acción favorable sobre la evolución de la relación C/N que contribuye a mejorar sensiblemente la estructura de los terrenos, favoreciendo la formación de humus estable a partir de los residuos vegetales, pobres en nitrógeno, enterrados (paja de gramíneas, restos de cosechas etc.).

b) Interrelación con otros metabolismos

Fijación No biológica
Aunque el término fijaciónnormalmente se usa para definir la fijación de N por bacterias (fijación biológica), también incluye la fijación por transformaciones no biológicos (fijación físico-química) las cuales incluyen las reacciones de tipo electroquímico (tormentas eléctricas) y fotoquímico (reacciones entre el ozono y el N2 atmosférico para la fabricación de amoniaco y ácido nítrico). Pero lo que es más importante aún, eltérmino fijación también incluye una fijación antropogénica, es decir, la realizada por actividades humanas (producción de energía, producción de fertilizantes y cultivos) que produce N “reactivo” (NOX, NHY y N orgánico).

1) Oxidación natural
También llamada fijación electroquímica, es el proceso en el cual el nitrógeno es fijado mediante descargas eléctricas, especialmente durante lastempestades permitiéndole llegar al suelo por la lluvia.
La presencia de óxidos de nitrógeno (NOx) en la atmósfera tiene su origen en las emisiones volcánicas, en la acción de descargas eléctricas y radiaciones sobre el n2.
La lluvia contiene cantidades variables de nitrógeno en forma de amonio, nitrato y óxidos de nitrógeno, y constituye una fuente importante de nitrógeno en los sistemasnaturales. Este aporte oscila entre 5 y 15 Kg. N/ha/año. Sin embargo, para los sistemas agrícolas, este valor es pequeño en comparación con el que hacen los fertilizantes químicos.

2) Síntesis de Haber y su importancia histórica
El amoniaco es un compuesto nitrogenado fundamental para la producción de fertilizantes agrícolas y explosivos.
A finales del siglo XIX las fuentes naturales de...