Definición de nitrificación
El concepto de nitrificación no forma parte del diccionario de la Real Academia Española (RAE). El término, de todos modos, se usa en el ámbito de la química para aludir al desarrollo aeróbico de nitratos partiendo de sustancias orgánicas.
La nitrificación forma parte del llamado ciclo del nitrógeno, que consta de varias etapas. El proceso se inicia cuando la descomposición de la materia orgánica hace que elementos complejos como los aminoácidos y las proteínas se degraden a partir de la acción de hongos y bacterias.
Diversos microorganismos se encargan de metabolizar esos compuestos simples, liberando el nitrógeno excedente a modo de amoníaco. De esta manera, la denominada amonificación implica que el nitrógeno que se encuentra como grupos amino o imino en la materia viva se transforma en amoníaco.
El paso siguiente es la nitrificación. En esta instancia, hay microorganismos que oxidan el amoníaco, generando una energía que aprovechan. La oxidación del amoníaco produce nitritos, que luego también son oxidados para la creación de nitratos.
Puede decirse, por lo tanto, que la nitrificación se lleva a cabo en dos fases: la nitritación que determinadas bacterias desarrollan formando nitrito a partir del amoníaco o ion amonio, y la nitratación que otras bacterias concretan al obtener nitrato del nitrito.
Finalmente, el nitrato y el ion amonio son absorbidos por las plantas mediante sus raíces. Los animales, alimentándose de los vegetales o de otros animales, obtienen a su vez el nitrógeno que necesitan y descartan el ion amonio en forma de ácido úrico, urea o amoníaco según la especie. Dichos compuestos finalizan en el agua o en la tierra.
En este marco debemos hablar también del proceso que involucra la desnitrificación luego de la nitrificación, el cual tiene la meta de eliminar el nitrógeno residual. A lo largo de este proceso microbiológico, podemos observar: la nitrificación (las bacterias autótrofas oxidan el amonio a nitrato con carbono inorgánico y oxígeno) y la desnitrificación (las bacterias heterótrofas reducen el nitrato a nitrógeno molecular gas, sin oxígeno pero con carbono orgánico).
El nitrógeno molecular mencionado en el párrafo anterior es un gas inerte, que se encuentra en la atmósfera en grandes cantidades. Las bacterias autótrofas, por otra parte, usan una fuente inorgánica para obtener el carbono que necesitan para crecer (por ejemplo: bicarbonato o dióxido de carbono). Las bacterias heterótrofas, en cambio, se valen de compuestos orgánicos para su desarrollo.
Veamos a continuación los aspectos en los que repercute el proceso de nitrificación-desnitrificación:
* transforma el nitrógeno orgánico y amoniacal en un gas que no contamina y es inerte;
* elimina la materia orgánica;
* si no se opera de forma correcta, tiene le potencial de afectar la volatilización de amoníaco;
* reduce la formación de olores desagradables;
* modifica tanto la alcalinidad como el pH.
Con respecto a sus ventajas:
* elimina el nitrógeno;
* reduce la emisión de gases de efecto invernadero;
* elimina la materia orgánica sin que sea necesario el aporte de oxígeno;
* purifica el aire.
Entre sus inconvenientes, encontramos los siguientes:
* imposibilita el cierre del ciclo del nitrógeno, algo que no ocurre con los procesos de recuperación;
* exige una inversión económica relativamente alta, dependiendo de la cantidad de equipos que deban usarse;
* dado el gran número de variables que intervienen en el proceso de nitrificación-desnitrificación, se necesita un control constante y exhaustivo de aspectos como las cargas aplicadas, la composición del residuo, la temperatura y las poblaciones bacterianas;
* es sensible a los inhibidores y a los tóxicos, entre los que debemos incluir el propio sustrato que surge a lo largo de la nitrificación;
* se produce un fango que debe ser gestionado;
* no es posible hacer pausas durante el proceso;
* cada deyección debe aportar una cantidad suficiente de carbono orgánico e inorgánico.