Investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado un método capaz de reducir el nitrato, compuesto usado de forma masiva en agricultura como fertilizante y considerado uno de los máximos responsables de la eutrofización de las masas de agua, a sustancias que podrían reutilizarse como abonos o reciclarse , lo que abre la puerta a idear sistemas para eliminarlo del medio ambiente.
Los nitratos son nutrientes esenciales para las plantas, pero su excesivo uso, unido a que estas moléculas son difíciles de reducir y eliminar por su gran estabilidad, provoca alteraciones en el medio ambiente, afectando principalmente a los recursos hídricos, la biodiversidad y el equilibrio de los ecosistemas.
Cuando los nutrientes usados en fertilizantes (nitrato y fósforo, fundamentalmente) llegan a ríos, lagos, mares, aguas subterráneas, provocan la proliferación descontrolada de algas (eutrofización) que consumen todo el oxígeno presente en el agua impidiendo con ello la existencia de otras formas de vida y provocando «la muerte por asfixia».
«Ahora tendemos a fertilizar en exceso los cultivos y una enorme cantidad de los fertilizantes que aplicamos termina en arroyos, aguas subterráneas, lagos y océanos. El impacto humano ha provocado un desequilibrio y es imposible que los sistemas biológicos puedan compensar la cantidad de nitrato que estamos vertiendo en ellos», según el responsable de la investigación, Nathaniel Szymczak, químico de la Universidad de Michigan.
Primer paso, descubrir cómo usan las plantas el nitrato
Para abordar el problema, los investigadores estudiaron cómo gestiona la naturaleza estas sustancias y descubrieron las proteínas que ayudan a las plantas a transportar los nitratos, se unen a ellos mediante enlaces de hidrógeno que se encuentran en la denominada «esfera secundaria».
«Descubrimos que, simplemente colocando correctamente los enlaces de hidrógeno, se puede modificar la estructura de los enlaces del nitrato y forzar una etapa posterior de reducción», ha apuntado el director de la investigación, publicada en la revista Nature Chemistry.
El equipo de investigación uso un complejo de hierro rodeado por una esfera secundaria de enlaces de hidrógeno. A continuación, ajustaron estos enlaces para que se unieran selectivamente a determinados puntos de unión del nitrato, preparándolo para la siguiente reacción química.
Transformarlo en óxido nítrico o amoniáco
Cuando aplicaron calor para impulsar la reacción química, el complejo de hierro fue capaz de extraer átomos de oxígeno del nitrato, reduciéndolo a óxido nítrico, y cuando utilizaron luz, pudo eliminar por completo los átomos de oxígeno del nitrato, convirtiéndolo en amoníaco.
El óxido nítrico se utiliza en tratamientos médicos para reducir la presión arterial, además de tener otras aplicaciones, mientras que el amoníaco puede reutilizarse como fertilizante.
Para Szymczak, este descubrimiento sienta las bases para que los científicos puedan desarrollar métodos destinados a eliminar los nitratos del medio ambiente. EFE Verde
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Desarrollan una tecnología eficaz y barata para que pequeñas poblaciones limpien sus aguas
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La entrada Desarrollan un método para descomponer nitratos para su reciclado o reutilización y evitar su impacto en el medio ambiente se publicó primero en EFE Verde.
