Lo que más preocupaba era que durante los últimos años el hombre continuaba multiplicándose y el aumento en la producción de alimentos ya no era tan rápido. De seguir esa tendencia, se calculaba que a fines de siglo habría más de 1.500 millones de seres desnutridos. Ello traería desastrosas consecuencias para la humanidad.


Alimentos y población

Si se quería prevenir un desastre era imprescindible, en los siguientes veinte años, aumentar casi en un 100% la producción de alimentos. Es decir, para el año 2.000 debería haberse producido el doble de alimentos que en 1980. Aunque parezca una meta difícil, ello era posible al menos teóricamente. Aún imaginando que no se incorporarían nuevas tierras al cultivo, si sólo aumentara el rendimiento de ellas, podría alimentarse una población de más de 10 mil millones de habitantes. Sin embargo, la tarea no era fácil, ya que el incremento en la producción de alimentos debería producirse especialmente en los países pobres. Los países ricos ya casi habrían alcanzado su máxima productividad. Es en los países pobres donde están las bocas hambrientas y en donde deberían mejorarse las tecnologías y llegar a una agricultura intensiva, incrementando el uso de fertilizantes, pesticidas, insecticidas e insumos en general.


Fertilizantes sintéticos

Los fertilizantes aparecen como esenciales. La productividad de la tierra está directamente relacionada con el uso de ellos. En Estados Unidos, país que ha alcanzado una alta productividad, se utilizan en forma intensiva los fertilizantes. Cualquiera otra mejoría, como el uso de semillas seleccionadas genéticamente, trae consigo la necesidad de más fertilizantes.

En 1979 se utilizaron en el mundo 50 millones de toneladas de fertilizantes sintéticos nitrogenados. De éstos, el 86% fue usado por los países ricos y sólo el 14% restante, por naciones pobres, donde viven dos tercios de la población mundial.

En ese entonces su meta era eliminar el problema de la desnutrición para el año 2.000, en el cual deberían utilizarse 160 millones de toneladas de fertilizantes sintéticos. Al costo de esa época, deberían haberse gastado anualmente con tal fin entre 30 y 40 mil millones de dólares. Sin embargo, como el uso de fertilizantes debiera incrementarse en los países pobres, serían éstos los que tendrían que hacer la mayor inversión.

Para producir esa cantidad de fertilizantes se necesitaría construir aproximadamente unas 500 nuevas industrias y cada una de ellas costaría sobre los 150 millones de dólares.

La producción de fertilizantes sintéticos depende del petróleo. A partir de 150 kilos de petróleo se pueden obtener 100 kilos de fertilizantes. Ello quiere decir que para el año 2.000, con este objeto, se requiere entre 250 a 300 millones de toneladas de petróleo.

Teóricamente todo ello era posible. Pero como se trataría de países pobres, era poco probable que lo logren. Se hacía necesario entonces buscar nuevas alternativas.


¿Qué fertilizantes se necesitan?

Los elementos que las plantas requieren para poder crecer y dar sus frutos son muchos, pero sin lugar a dudas que cuantitativamente el más importante es el nitrógeno. Lavoisier llamó al nitrógeno "azoe" que significaba "sin vida", porque lo veía diferente al oxígeno, que era el otro componente del aire y resultaba esencial para la respiración.

Con el avance del conocimiento, ese nombre parece irónico, ya que está demostrado que el nitrógeno es absolutamente indispensable para la vida de los vegetales y animales. El nitrógeno es el elemento fundamental de todos los aminoácidos y éstos, unidos en cadena, son los que forman las proteínas. A su vez, las proteínas son las responsables de todo el metabolismo celular.

El nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera (el 78% de la atmósfera está constituida por nitrógeno). Parece paradójico que siendo el más abundante sea, a su vez, el más difícil de conseguir. La razón es que el nitrógeno del aire es inerte y no puede ser aprovechado por los vegetales. El nitrógeno atmosférico está asociado por fuertes uniones de dos átomos iguales (N₂) mediante un triple enlace, muy estable y fuerte (Fig.1) y en estas condiciones no puede ser utilizado por las plantas. Para que pueda ser aprovechado, hay que romper esos enlaces y fijar o unir el nitrógeno a otros elementos, como el hidrógeno u oxígeno. Sólo en estas condiciones, el nitrógeno puesto en el suelo es absorbido por las raíces de las plantas. A partir de este nitrógeno, bajo la forma de iones nitrato (NO₃-) o amonio (NH₄+), los vegetales inician la fabricación de sus aminoácidos, y proteínas. Los vegetales proveen las proteínas para la alimentación animal, renovando así el ciclo de nitrógeno del suelo ( proteínas de las plantas ( proteínas de los animales.

El hombre, en su incansable búsqueda del saber, descubrió a principios del siglo XX la forma de concentrar el nitrógeno del aire, romper sus fuertes uniones y acoplarlo, ya sea al hidrógeno o al oxígeno, para hacerlo así disponible para las plantas. Esto es lo que se llama "Fertilizantes nitrogenados sintéticos". A comienzos de dicho siglo, Fritz Haber y Karl Bosch descubrieron el proceso que revolucionó la producción de alimentos del mundo. Las tierras agotadas, al entregárseles este fertilizante sintético, recuperaron la potencialidad perdida. Hasta esa época sólo el nitrato natural (salitre chileno) cumplía tales funciones.

Para lograr la ruptura de las uniones de los átomos de hidrógeno y fijarlos al hidrógeno u oxígeno, se requiere de petróleo. El hidrógeno necesario para el proceso se extrae del gas natural o del petróleo, pero el proceso necesita además de elevada temperatura y presión. La energía necesaria para ello nuevamente la proporciona el petróleo. Es por ello que la disponibilidad de fertilizantes nitrogenados es dependiente de la disponibilidad del combustible.

Conociendo el agotamiento del petróleo, y el alto precio que está alcanzado, se hace indispensable buscar otras alternativas.


Nuevamente la ciencia

En los últimos 30 años se descubrió que este proceso hecho en forma industrial (fijar el nitrógeno inerte transformándolo en amonio) lo realizan naturalmente algunas bacterias y algas unicelulares microscópicas (ciano-bacterias). Estos microorganismos, al fijar nitrógeno, son los que normalmente completan el ciclo, asociándose con las leguminosas. Estas bacterias, pertenecientes al género "Rhizobium", poseen tal capacidad y, al estar en el suelo, se fijan a las raíces de las plantas y, por un mecanismo de captura de nitrógeno inerte atmosférico, producen amonio, el que es transferido a las raíces de las plantas.

Este proceso es posible porque las señaladas bacterias poseen la enzima llamada "nitrogenasa". La peculiar simbiosis ocurre sólo en leguminosas, tales como la soya, el trébol y la alfalfa. Ello explica algo que los agricultores habían observado empíricamente desde hace muchos años: la necesidad de rotación de cultivos. "Después de sembrar trigo o maíz, hay que sembrar leguminosas". Ellas enriquecen el suelo. El proceso simbiótico entre leguminosas y Rhizobium es perfecto: las bacterias se fijan en nódulos a las raíces de las plantas y éstas les proporcionan los hidratos de carbono que necesitan los Rhizobium a cambio de lo cual las plantas reciben nitrógeno fijado. Las plantas también protegen a las bacterias del oxígeno del aire que les es nocivo (gérmenes anaeróbicos) y que destruyen la vital enzima "nitrogenasa". Un ejemplo perfecto de solidaridad.

Este descubrimiento abre amplias expectativas y nuevos rumbos para solucionar el problema de los fertilizantes: