Ciclo del nitrógeno

ciclo del nitrógeno

Para hablar del ciclo del nitrógeno, debemos conocer qué es el nitrógeno, dónde se encuentra en la naturaleza y su importancia para la vida.

El nitrógeno es el componente de mayor presencia en la atmósfera terrestre, alcanzando un 78 por ciento de su volumen y constituye un gas que no tiene olor ni color; reacciona químicamente al contacto prolongado con al calor;  es no metálico e insoluble en agua. Por otra parte, el nitrógeno es un elemento sumamente variable y se encuentra en el planeta, en distintas formas, es por ello, que se consigue de forma orgánica e inorgánica y en distintos grados de oxidación.

La presencia del nitrógeno en el cuerpo humano, es bastante importante, al  conformar el 3 por ciento, de su composición elemental y es tan importante para el funcionamiento del mismo, que la escasez de nitrógeno, podría ocasionar daños en el sistema cardiaco, en el sistema nervioso y exceso de rigidez muscular.  Así también, se puede encontrar en desechos de alunas aves.

En cuanto a la vegetación que puebla nuestro planeta, ésta depende de su contenido de nitrógeno, para su crecimiento y aporte a la biodiversidad, con la producción de alimento para otros seres vivos.  De hecho, la mayoría de los nutrientes o fertilizantes que se agregan a las cosechas, contienen en mayor o menor medida, una parte de nitrógeno, ya sea en forma de iones amonio; de nitrato; como aminoácidos: o urea.​

¿Qué es el ciclo del nitrógeno?

Al referirnos al ciclo del nitrógeno,  hacemos alusión directa a la interacción de este elemento con los seres vivos y con el medio ambiente, en el entendido de que este ciclo, es de vital importancia para el balance  de los componentes de la biosfera.

En este sentido, este ciclo, se refiere al patrón natural, que cumple el nitrógeno al incorporarse a diferentes elementos, comenzando con el suelo, para después pasar a las plantes, luego  ingresar en los organismos vivos mediante la alimentación y posteriormente volver a la atmósfera.

Fases del ciclo del nitrógeno

El ciclo del nitrógeno, está dividido en seis fases, cuyo perfecto engranaje, es vital para los seres vivos del planeta. Veamos entonces, en que consisten dichas fases, las cuales son: fijación, nitrificación, asimilación, amonificación, inmovilización, desnitrificación.

  1. Fijación.  En esta etapa, el  nitrógeno contenido en la atmósfera de la tierra, es absorbido por las plantas, una vez que el  nitrógeno que se encuentra en forma de gas, se transforma en amoniaco, debido a la acción de ciertos microorganismos que hacen vida  en el suelo y el agua, quienes se encargan de descomponerlo, para que las plantas utilicen los nutrientes para mantenerse vivas.
  2. Nitrificación. Se llama de esta manera, al proceso mediante el cual, algunas bacterias presentes en el suelo, participan en la oxidación del amoniaco, de la cual se obtiene amonio, que es a su vez, oxidado por otras bacterias, transformándolo en nitrato. Para que tenga éxito esta fase, existen factores externos, como la composición de los suelos, la temperatura, la humedad, el pH, los nutrientes y la cantidad de oxigeno.  En pocas palabras, una vez transformado el nitrógeno en nitrato o amonio, las plantas lo toman del suelo.
  3. Asimilación  Justamente en esta fase del ciclo del nitrógeno, las plantas se impregnan del nitrato o del amoniaco, aprovechando la capacidad de absorción de sus raíces y allí inicia el proceso de asimilación y transformación del elemento en nutrientes, fácilmente aprovechables por los seres vivos que las consuman.
  4. Amonificación. La descomposición de la materia orgánica, es de vital importancia en este punto del ciclo del nitrógeno, en el entendido de que los desechos descompuestos,  entran en acción los microorganismos, que los degradan a compuestos simples y los metabolizan, liberando el exceso de nitrógeno en forma de amoníaco o ión amonio. En este sentido, los desechos orgánicos conforman un punto de apoyo para absorber indirectamente,    nitrógeno en forma de amoniaco procesado.
  5. Inmovilización. Esta fase se trata de respuesta a la intervención de los procesos metabólicos de los microorganismos en la utilización  del nitrógeno, formando nitrógeno orgánico, es decir, una fase contraria a l a nitrificación. Por esta razón, la vegetación no lo absorbe, ni lo asimila  na descomposición previa, entonces se inmoviliza.
  6. Desnitrificación. La intervención de microorganismos que se encargan de desoxidar los nitratos y el amoniaco, regresándolo a ala atmosfera en forma de gas, es conocida como ‘proceso de  desnitrificación’ o ‘participación de bacterias desnitrificadoras’. Durante este proceso, metabólico, que se realiza principalmente en condiciones anaerobias, se reduce el nitrato a  nitrógeno gas y es un fenómeno que se observa en forma lineal, hasta que el gas se incorpora nuevamente a la atmósfera.

Aplicaciones del nitrógeno

El nitrógeno  es un elemento con múltiples aplicaciones en distintas industrias y al ser un gas poco reactivo, garantiza atmósferas protectoras creadas en grandes laboratorios  y también a través de él, se pueden crear temperaturas bajo cero que alcanzan cientos de grados en negativo. Veamos entonces, cuales son algunas de sus aplicaciones.

Clínicas de fertilidad. El nitrógeno líquido es utilizado para mantener sumergidos y congelados, los óvulos y los espermatozoides, en recipientes especiales, a fin de preservar la fertilidad, pues estas  estas células, se mantienen perfectamente protegidas e intactas en el tiempo, sin temor a la caducidad y hasta el momento en el cual, se decida dar uso y en tratamientos de reproducción asistida.

Industria alimenticia. Las grandes empacadoras de alimentos, utilizan nitrógeno, para, tanto en el proceso de  produccióenten, como la manipulación de los mismos y por último en el envasado. Asimismo, las embotelladoras de   zumos de frutas, vierten nitrógeno en los envases industriales de almacenamiento, a fin de evitar el rápido proceso de oxidación de la vitamina C.

Industria vitivinícola. Otra bebida que enfrenta la oxidación, es la producida por los viñedos, en donde se usa el nitrógeno para evitarla y para conservar en buen estado el vino, en términos de textura,  acidez, color, aroma y por supuesto, sabor de la bebida.

Industria farmacéutica. En los laboratorios farmacéuticos, es muy apreciado el uso de del nitrógeno en el envasado de los medicamentos, a fin de preservar el producto, para evitar que la humedad deteriore su producción y en consecuencia, eventuales reacciones secundarias, al ser consumida por el ser humano.

Laboratorios. El  nitrógeno, es un excelente gas conductor y portado ,  en especial, el de alta pureza, que se utiliza en gran cantidad de pruebas y  métodos de análisis.

Refinerías. La industria petroquímica, aprovecha al máximo las bondades de uso del  nitrógeno, sobre todo, como aditivo para purgar las tuberías, contenedores, compresores y reactores, con el fin de aminorar cualquier riesgo de incendios y explosiones.

Electrónica.   Las pequeñas piezas y mecanismos, que se utilizan en los dispositivos electrónicos, deben ser soldados con sumo cuidado y para ello se utiliza el nitrógeno,  como elemento soldador sin plomo, que evita la oxidación de tan diminutos componentes.

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