Energía eléctrica para alimentar el suelo
🖋️ Redacción Mundo Agropecuario
En un laboratorio de la Universidad de Illinois, un equipo de investigadores ha logrado lo que durante décadas fue uno de los grandes retos de la ciencia agrícola: capturar el nitrógeno del aire para producir fertilizantes sin emisiones contaminantes.
El avance se basa en un proceso llamado electrólisis pulsada, una técnica electroquímica que permite convertir el nitrógeno atmosférico (N₂) en compuestos nitrogenados útiles para la agricultura, utilizando únicamente electricidad y agua.
El hallazgo podría transformar la industria de los fertilizantes, responsable de cerca del 2 % de las emisiones globales de dióxido de carbono, al ofrecer una alternativa descentralizada, eficiente y libre de combustibles fósiles.
El desafío del nitrógeno
El nitrógeno es esencial para la vida. Está presente en cada molécula de ADN, en las proteínas y en los tejidos de las plantas. Sin embargo, aunque abunda en la atmósfera (representa el 78 % del aire que respiramos), las plantas no pueden usarlo directamente.
Desde hace más de un siglo, el mundo depende del proceso Haber-Bosch, una técnica industrial desarrollada en 1913 que combina nitrógeno con hidrógeno bajo altas presiones y temperaturas para producir amoníaco. Este método permitió alimentar al planeta, pero también consume grandes cantidades de gas natural y libera millones de toneladas de CO₂ cada año.
La nueva investigación ofrece una alternativa radicalmente distinta: usar pulsos eléctricos de alta precisión para romper el N₂ y transformarlo en nitrato, sin necesidad de combustibles fósiles ni altas temperaturas.
Electrólisis pulsada: cómo funciona
A diferencia de los métodos continuos de electrólisis, el sistema desarrollado por los científicos aplica descargas eléctricas intermitentes y controladas.
Cada pulso crea un entorno químico temporal donde el nitrógeno y el agua reaccionan sobre un catalizador metálico, generando compuestos nitrogenados de manera estable.
Lo notable es que el proceso ocurre a temperatura ambiente y presión atmosférica, con una eficiencia energética inédita en comparación con experimentos anteriores.
El equipo, liderado por el ingeniero químico Hong Yang, optimizó el diseño del reactor y la secuencia de pulsos para evitar la formación de subproductos indeseados. Según los resultados publicados, el sistema logró convertir hasta un 86 % del nitrógeno procesado en nitrato útil, una cifra que marca un nuevo récord en la electrólisis ambiental de gases.
Fertilizantes locales, energía limpia
El impacto potencial de esta tecnología va mucho más allá del laboratorio. Al funcionar con electricidad —preferentemente de fuentes renovables—, el proceso podría producir fertilizantes directamente en las granjas o comunidades rurales, reduciendo costos de transporte y dependencia de grandes fábricas petroquímicas.
Imagina un pequeño módulo instalado junto a una planta solar o eólica, capaz de generar el nitrato necesario para un sistema agrícola local. Ese escenario, que hasta hace poco parecía utópico, está más cerca que nunca.
La electrólisis pulsada abre la puerta a una agricultura autosuficiente, donde la energía limpia alimenta al suelo y el ciclo del nitrógeno vuelve a ser circular. Los investigadores destacan que el proceso no libera gases de efecto invernadero ni residuos tóxicos, y su implementación a escala podría eliminar millones de toneladas de emisiones anuales asociadas a la producción convencional de fertilizantes.
El futuro de los fertilizantes verdes
El siguiente paso será escalar la tecnología. El equipo trabaja ahora en el desarrollo de prototipos industriales modulares capaces de operar de forma continua en entornos agrícolas.
También se evalúa su compatibilidad con otras innovaciones, como el uso de hidrógeno verde y sistemas de almacenamiento de energía rural.
De tener éxito, esta tecnología podría convertirse en una herramienta clave para cumplir los objetivos de sostenibilidad global. La FAO estima que la demanda mundial de fertilizantes nitrogenados crecerá un 10 % hacia 2030. Producirlos de manera limpia podría marcar la diferencia entre una agricultura dependiente del petróleo y otra sustentada en la energía renovable.
De los laboratorios al campo
Aunque la comercialización podría tardar algunos años, el mensaje es claro: el futuro de la fertilización agrícola será más local, más inteligente y menos contaminante.
Si la electricidad del sol puede alimentar el suelo con nitrógeno del aire, el ciclo agrícola del siglo XXI podría cerrar el círculo que la era industrial abrió.
Referencias
- Phys.org (2025). Pulsed Electrolysis Harvests Nitrogen from Air for Clean Fertilizer Production.
- University of Illinois Urbana-Champaign. Department of Chemical and Biomolecular Engineering.
- Nature Catalysis (2025). Pulsed Electrochemical Nitrogen Fixation under Ambient Conditions.
Nota editorial:
Este artículo ha sido elaborado con fines divulgativos a partir de información pública y fuentes especializadas, adaptado al enfoque editorial del medio para facilitar su comprensión y contextualización.
