¿Qué es el proceso Haber Bosch? ¿Qué tan importante es para la producción de fertilizantes para cultivar y alimentar al mundo? ¿Por qué es ecológicamente perjudicial y qué otras alternativas al proceso Haber Bosch existen? Echemos un vistazo.
¿qué es el proceso Haber Bosch?
El proceso Haber-Bosch es una técnica que sintetiza directamente el amoníaco capturando el nitrógeno naturalmente abundante en la atmósfera y reaccionándolo con hidrógeno., Según un artículo publicado en la Academic Press, el amoníaco se produce predominantemente con la ayuda de un catalizador de hierro a altas temperaturas y presiones muy altas (400-500°c, 15-20 MPa).
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los reactivos del proceso Haber Bosch: hidrógeno y nitrógeno
comprender cómo se obtienen los reactivos del proceso Haber Bosh ayuda a explicar mejor su impacto ecológico., Ni el hidrógeno ni el nitrógeno existen solos en el universo, y obtenerlos requiere manipulación química, gastar energía y utilizar infraestructuras e instrumentos específicos.
cómo se obtiene el hidrógeno para el proceso Haber Bosh
El hidrógeno se obtiene típicamente a través de la hidrólisis del agua, que consiste en una corriente eléctrica que pasa a través del agua y separa el oxígeno del hidrógeno. Sin embargo, hoy en día, el reformado de metano a vapor, en el que el metano se mezcla con vapor sobrecalentado, es el método más común debido a su mayor eficiencia y menor costo., De esta manera, el hidrógeno se obtiene comúnmente a través del metano, un gas 84 veces más potente que el dióxido de carbono según el EDF.
obtención de nitrógeno para el proceso Haber Bosh
El nitrógeno se obtiene a través de la destilación fraccionada del aire que se licúa (enfriándolo a menos de-200º Celsius) y pasa por las filtraciones de carbono, oxígeno y trazas de gas.,
por qué el proceso de Haber Bosh y la necesidad de fertilizantes
a principios del siglo XX la población mundial crecía exponencialmente, así como la esperanza de vida gracias al progreso médico y los avances tecnológicos. Como consecuencia, el suministro mundial de Alimentos no pudo mantenerse al ritmo del aumento de la población, y los científicos comenzaron a buscar formas de aumentar la productividad del suelo.,
una vez que los científicos descubrieron que la disponibilidad del macro-nutriente nitrógeno estaba limitando el crecimiento de las plantas, los agricultores comenzaron a esparcir estiércol y desechos animales en su suelo para agregarle nitratos. También plantaron especies que naturalmente ayudan a fijar el nitrógeno en el suelo, como la soja o el cacahuete. Sin embargo, este método no proporcionó nitratos esenciales para aumentar el crecimiento de las plantas y satisfacer la demanda de alimentos.
en 1909, Haber descubrió que podía fijar con éxito el nitrógeno atmosférico convirtiéndolo en amoníaco., Unos años más tarde, utilizando los hallazgos de Haber, Bosch desarrolló la primera aplicación a escala industrial del proceso Haber Bosch y los fertilizantes nitrogenados comenzaron a producirse a gran escala para impulsar el crecimiento de los cultivos y alimentar al mundo. Hoy en día, el proceso Haber Bosch es una parte clave del proceso convencional de cultivo en todo el mundo.,
los contras del proceso Haber Bosch
El proceso Haber Bosch conduce a la eutrofización y la pérdida de biodiversidad
El proceso Haber Bosch tiene un impacto ecológico ya que los fertilizantes del suelo son fácilmente solubles en agua y, como consecuencia, fácilmente transportados desde su suelo designado en aguas de escorrentía. Cuando llegan a grandes masas de agua ocurre un fenómeno conocido como eutrofización: el crecimiento exponencial y antinatural de algas que cubre la superficie del cuerpo de agua, impidiendo que la luz solar llegue a las especies sumergidas.,
como consecuencia, los organismos sumergidos son incapaces de hacer la fotosíntesis y mueren. Además, las algas también consumen la mayor parte del oxígeno del agua, lo que a menudo lleva a los peces a morir por la privación de oxígeno y a impactos adicionales en todo el ecosistema debido a su ausencia
los altos niveles de consumo de energía se utilizan en el proceso Haber Bosch
según un artículo publicado en CellPress y disponible en ScienceDirect, la producción de amoníaco a través del proceso Haber-Bosch, «es el producto químico de mayor consumo de energía, responsable del 1% -2% del consumo de energía global y 1.,44% de las emisiones de CO2».
según el profesor Nishibayashi del Departamento de Innovación de Sistemas de la Universidad de Tokio, el proceso Haber-Bosch también consume del 3 al 5 por ciento de todo el gas natural (un combustible fósil) producido.
el proceso Haber Bosch y el síndrome del bebé azul o metahemoglobinemia
la metahemoglobinemia se describe como la capacidad reducida de la sangre para transportar oxígeno debido a niveles reducidos de hemoglobina normal., Una de las causas más comunes es el nitrato en el agua potable que puede originarse por la sanguijuela de fertilizante nitrogenado en agua subterránea-agua potable.
dado que afecta particularmente a los bebés que muestran signos de color azul alrededor de las manos, la boca y los pies, el síndrome se conoció como el síndrome del bebé azul. Según la Organización Mundial de la salud, algunos niños pueden tener problemas para respirar, así como vómitos y diarrea. En casos extremos, hay un marcado letargo, un aumento en la producción de saliva, pérdida de conciencia y convulsiones, e incluso la muerte.,
SWAP: ¿una alternativa al proceso Haber Bosch?
según el profesor Nishibayashi de la Universidad de Tokio, él y su equipo encontraron, en un estudio publicado en Nature, una nueva forma de sintetizar amoníaco que es mucho más limpia, más fácil y más barata que el proceso Haber Bosch. Según Nishibayashi, el «proceso de intercambio crea amoníaco a una tasa de 300-500 veces mayor que el proceso Haber-Bosch y con una eficiencia del 90 por ciento».,
Además, el proceso de producción de amoníaco de agua de samario descubierto solo requiere equipos de laboratorio fácilmente disponibles y productos químicos reciclables, mientras que el proceso Haber-Bosch requiere equipos industriales a gran escala.
Nishibayashi sugiere que cualquier persona con los materiales de origen adecuados puede realizar un intercambio en un laboratorio de química de mesa., Desde el punto de vista de la soberanía, la técnica de canje parece prometedora en el sentido de que puede ser utilizada por aquellos que de otro modo serían detenidos por las grandes inversiones de capital requeridas en el caso del proceso de HB, descentralizando el proceso de producción de amoníaco.
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