No século XVIII o pastor e economista britânico Thomas Malthus fez uma previsão que colocaria medo em qualquer pessoa. Em termos simples, ele disse que se não houvesse um controle populacional, em alguns anos faltaria alimento para pessoas, uma vez que a taxa de crescimento populacional é muito maior que o da produção de alimentos pela agricultura.

Em termos matemáticos, em seus ensaios, ele disse que o crescimento populacional cresce obedecendo uma progressão geométrica (P.G.), enquanto que a produção dos meios de subsistência cresce de acordo com uma progressão aritmética (P.A.).

Essa hipótese, conhecida hoje com malthusianismo, já deveria ter sido concretizada, se não fosse a intervenção do alemão Fritz Haber, que recebeu o Prêmio Nobel de química de 1918 pelo desenvolvimento de um processo viável para a síntese da amônia (NH3).

As plantas que são os pilares de nossa subsistência, precisam de alguns nutrientes fundamentais para crescerem. Um deles é o nitrogênio. Os átomos de nitrogênio existem em abundância em nossa atmosfera na forma de moléculas de gás nitrogênio (N2).

O problema é que as moléculas de nitrogênio são muito estáveis, e por isso as plantas não conseguem obter os preciosos átomos de nitrogênio através desse gás.

Algumas bactérias conseguem capturar esse gás e convertê-lo em nitritos, nitratos, amônio, ou outras formas que podem ser absorvidos pelas plantas, e usados em seu metabolismo. Esse processo natural, no entanto, não seria capaz de garantir o alimento para a explosão populacional do século XX.

A invenção

No começo do século XX Fritz Haber, juntamente com Carl Bosh, desenvolveram um método capaz de fazer o nitrogênio do ar reagir, e formar um composto que poderia ser usado pela plantas – a amônia. A reação é muito simples de descrever – gás nitrogênio, se combina com gás hidrogênio, resultando em amônia – N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Mas na prática essa reação não é tão simples assim. É necessário altas temperaturas e pressão para que essa reação ocorra, e o rendimento nem é tão significativo assim.

Além disso, é necessário o uso de catalisador, e vários “macetes” para que melhore o rendimento. Como, a retirada contínua da amônia produzida para deslocar o equilíbrio.

Mesmo não sendo perfeito, o processo Haber-Bosh, como ficou conhecido o método de produção de amônia, ainda é a principal forma que temos hoje de utilizar o nitrogênio do ar.

Essa síntese permitiu que tivéssemos à nossa disposição os fertilizantes nitrogenados do solo, e com isso, a agricultura conseguisse produzir alimento para essa população que não pára de crescer. Veja mais no link.

Se você tem comida hoje, muito provavelmente deve a ele!

Graças à síntese da amônia, o advento dos fertilizantes nitrogenados levou a um aumento de 30% a 50% da produção agrícola, o que garantiu a sobrevivência de 27% da população mundial durante o século XX.

Projeções realizadas pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO) indicam que o uso de fertilizantes nitrogenados aumentará de duas a três vezes até a segunda metade deste século.

Esse acréscimo do consumo está associado com o aumento da população global que, estima-se, chegar a 15 bilhões de pessoas em 2100. Por outro lado, avaliações otimistas apontam um aumento da produtividade agrícola por hectare, o que minimizaria a necessidade de aumento proporcional da área agrícola.

Além disso, o desenvolvimento da eficiência do uso de fertilizantes pode contribuir para diminuir os riscos ambientais associados com uso desmedido desses compostos.

Deve ser ressaltado, contudo, que as projeções da FAO em relação a uma distribuição mais equitativa dos alimentos em nosso planeta são bem mais pessimistas e acredita-se que o total de 850 milhões de indivíduos subnutridos será ampliado nas próximas décadas.

Apesar de criado há um século, o processo de fixação de nitrogênio por Haber-Bosch ainda não foi capaz de estender seus benefícios a uma parte significativa da humanidade, que permanece faminta e distante das condições mínimas para seu desenvolvimento. Apesar desses benefícios, existem ambientalistas que questionam impactos ambientais desse procedimento. Leia mais nesse link.

Amônia

Você sabia que ela está entre as cinco substâncias mais produzidas no mundo? É tão importante que dela depende nosso próprio sustento, a nossa alimentação não seria a mesma se não existisse o processo de sintetização da amônia.

Sir Willian Ramsey (1852-1916) em 1898 fez uma previsão que aterrorizou a humanidade: a produção de alimentos cairia desastrosamente em razão da falta de fertilizantes nitrogenados, tudo porque até então só existiam na forma natural e já se encontravam escassos.

Mas foi aí que o trabalho de um cientista fez toda a diferença com a criação do processo de síntese da amônia, ou seja, ela poderia ser produzida de forma artificial. Confira mais aqui.

Importância do prêmio

Em seu discurso de premiação, Haber  disse que

desde a metade do século passado, tornou-se conhecido que um suprimento de nitrogênio é uma necessidade básica para o aumento das safras de alimentos. Entretanto, também se sabia que as plantas não podem absorver o nitrogênio em sua forma simples, que é o principal constituinte da atmosfera. Elas precisam que o nitrogênio seja combinado […] para poderem assimilá-lo”.

Ainda em seu discurso, o alemão destacou que as economias agrícolas basicamente mantém o balanço do nitrogênio ligado. No entanto, com o advento da era industrial, os produtos do solo são levados de onde crescem para lugares distantes, onde são consumidos, fazendo com que o nitrogênio ligado não retorne à terra da qual foi retirado.

Isso, segundo ele na época, geraria a necessidade econômica mundial de abastecer o solo com nitrogênio ligado. A demanda por nitrogênio, tal como a do carvão, indica quão diferente nosso modo de vida se tornou com relação ao das pessoas que, com seus próprios corpos, fertilizam o solo que cultivam.

Desde a metade do último século, nós vínhamos aproveitando o suprimento de nitrogênio do salitre que a natureza tinha depositado nos desertos montanhosos do Chile.

Comparando o rápido crescimento da demanda com a extensão calculada desses depósitos, ficou claro que em meados do século atual uma emergência seríssima seria inevitável, a menos que a química encontrasse uma saída.”

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