O nitrogênio nosso de cada dia

Dizem por aí que a grandeza do ser humano reside em sua simplicidade. Ela parece se traduzir em formas mais autênticas de observar a natureza e transformá-la em pensamentos que, apesar de óbvios, quando expressos mostram-se como revelações inspiradoras que dão sentido a toda existência. Por outras não menos vezes, atribui-se a grandeza ao conhecimento acadêmico acumulado, fruto do desbravamento de infinitas páginas de artigos e pesados livros, insossos e intragáveis. Essas pessoas fazem-nos parecer como reles títeres de forças ocultas, cujo conhecimento secreto é inalcançável senão por meio de seus elevados pensamentos, sempre certos e bem embasados.

A simplicidade costuma trazer-nos mais simpatia com seu viés poético e apelo ao natural, enquanto o academicismo tende a ser insípido como o plástico ou cheirar a uma soberba mofada e mal disfarçada de saber. Contudo, as duas, apesar de situadas em pontos extremos – ao menos hoje em dia –, têm seus pontos convergência e colaboração. Tive essa experiência há poucos dias ao viajar com alguém que, ao que tudo indicava, era um belo exemplar de “homem simples”, daqueles de dar inveja a Rousseau. Foi fácil identificá-lo pelos seus gestos e seus calçados, ou melhor, pela ausência destes. Seus pés raramente viam alguma proteção, mesmo quando viajava, e, para meu deleite, gostava de contar vários causos de seu amor incondicional à natureza. Quando soube que eu era químico, ironizou convicto com o pouco que guardou de suas aulas: “O homem pode saber muitas coisas, mas jamais saberá como pegar o nitrogênio do ar e transformar em comida para as plantas. Só a natureza tem essa sabedoria”.

Do ponto de vista químico, sua intuição tinha boa dose de acerto. Ao contrário de seus vizinhos carbono e oxigênio na Tabela Periódica, o nitrogênio forma um gás pouco reativo na nossa atmosfera, compondo-a em quase 80%. No entanto, as plantas precisam desse elemento e sua deficiência constitui com frequência o fator mais limitante para o seu crescimento, em especial para a formação das proteínas e da clorofila, pigmento responsável pela fotossíntese. A salvação das plantas (e a nossa!) vem, dentre outros microrganismos, das bactérias, em geral localizadas nas raízes. Elas possuem a capacidade altamente especializada de fixar bioquimicamente o nitrogênio do ar em compostos úteis e necessários para o desenvolvimento de todos os vegetais.

Com a forte expansão da agricultura a partir do século XIX, acompanhando o crescimento demográfico, o processo de fixação do nitrogênio ao solo passou a ser melhorado pela adição de minérios de nitrato de amônio (NH4NO3), que possuem ainda a vantagem de apresentar um fornecimento duplo desse elemento, tanto pela sua parte amoniacal (NH4+), quanto a nítrica (NO3-). No entanto, como se trata de um sal higroscópico (isto é, que “puxa” a água do ambiente) e muito solúvel, suas fontes são raras; a maioria foi lixiviada há milhões de anos para os oceanos. Restaram-nos as jazidas de regiões muito secas, como as do deserto do Atacama, no Chile, no Peru e na Bolívia, ainda hoje uma das principais fontes de extração.

Em uma escala global, a adição de nitrogênio de origem mineral à agricultura no mundo tinha um alcance, na melhor das hipóteses, modesto. Ademais, com a descoberta de sua importância para a produção de explosivos, suas poucas fontes começaram a se mostrar ainda mais escassas. A situação se tornou ainda mais crítica para a Alemanha durante a Primeira Guerra Mundial. Com a limitação do envio de insumos devido ao embargo das forças marítimas pelos Aliados e a carência de recursos próprios, ela se viu em situação extrema. A guerra seria perdida antecipadamente pela falta de nitrogênio!

É nesses momentos que a genialidade humana parece encontrar seu maior esplendor. Desta vez veio à luz com o químico alemão Fritz Haber (1868-1934) – um ótimo espécime de homo academicus –, que desvelou o processo de síntese da amônia (ou amoníaco) diretamente a partir do nitrogênio atmosférico (N2  + 3 H2 <--> 2 NH3), o que lhe rendeu o prêmio Nobel de Química de 1918. A partir da molécula da amônia, tornou-se relativamente simples produzir uma série de outros fertilizantes nitrogenados, como a ureia e o nitrato de amônio.

Haber não apenas prolongou o poderio dos esforços de guerra da Alemanha como abriu as portas para a chamada “Terceira Revolução da Agricultura”, que, combinada com outras inovações tecnologias, permitiu um vasto incremento na produção planetária de alimentos. Com efeito, a população mundial aumentou vertiginosamente após a Segunda Guerra Mundial. Os chamados baby boomers são, ao menos em seus pratos, filhos do azoto! (outro nome dado ao nitrogênio). 

Durante a década de 1980, realizei parte de meu estágio final de graduação em uma indústria de produção de amônia, com o mesmo processo descoberto pelo Fritz Haber mais de meio século antes. Meu trabalho era focado em uma das inúmeras etapas prévias de sua síntese, a reação de mudança do vapor de água (ou reação de Shift). Entre as experiências que marcaram a minha memória estava a escala gigantesca de produção dos fertilizantes –  metade da população mundial depende desse método! – e, infelizmente, a enorme poluição gerada; que era escamoteada com descargas noturnas, quando os órgãos de fiscalização tinham um controle tênue (motivo pelo qual meu relatório de estágio, que explorava o fato, foi rejeitado pela empresa, junto com minha esperança de emprego).

Em média, 50% dos átomos de nitrogênio de seu corpo ou do meu são oriundos de fertilizantes sintéticos obtidos pelo processo descoberto por Fritz Haber. Se você vive em uma cidade – não precisa ser grande – e está acostumado a comprar seus mantimentos no supermercado ou mesmo na feira, seu percentual de átomos de nitrogênio é provavelmente ainda maior, pois o alimento deve ter sido produzido em grande escala e quase certamente com insumos industriais. Do ponto de vista da Química, contudo, pouco importa a sua origem – seja de uma explosão de uma supernova em uma galáxia distante ou das minhocas que fertilizam a horta em seu quintal –, os “nitrogênios” de seu corpo terão sempre a mesma identidade, com pequeníssimas variações em termos de massa por conta de seus isótopos.

Ao contrário do que imaginava o nosso “homem simples”, a sobrevivência de nossa espécie depende, em larga medida, do nitrogênio capturado pelo ser humano diretamente da atmosfera. Ele está no leite, no açúcar, nas carnes, nas verduras e até em nosso prosaico pão matinal. Desfrutemo-lo!