# Fertilizantes nitrogenados sintéticos

> Nitrógeno del aire para los campos

- Fecha: 1904
- Época: Era eléctrica
- Ámbito: [Agricultura y ganadería](https://lastcodex.org/es/domains/agriculture/)
- Etapa: V (Era eléctrica)
- Dificultad: 5/5
- URL: https://lastcodex.org/es/inventions/synthetic-nitrogen-fertilizer/

Los fertilizantes nitrogenados sintéticos llevan a las raíces de los cultivos nitrógeno que la industria ha tomado del aire. Casi todos parten hoy del amoníaco, obtenido del nitrógeno atmosférico y de hidrógeno por el proceso Haber-Bosch. Una fábrica experimental de Westeregeln, en Alemania, empezó a producir cianamida cálcica con el nitrógeno del aire a finales de 1904, las fábricas de arco de Noruega siguieron desde 1905, y la primera planta de síntesis de amoníaco arrancó en Oppau, Alemania, en 1913.

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## Leyenda

1. Fábrica de fijación del nitrógeno
2. Sacos de fertilizante
3. Fertilizante esparcido sobre el suelo
4. Trigo
5. Raíces que toman nitrógeno del suelo

## Qué es

Los cultivos necesitan mucho nitrógeno, que forma parte de sus proteínas y de su clorofila. El aire que los rodea es casi todo nitrógeno, pero en una forma que no pueden aprovechar. Lo toman del agua del suelo, como nitrato o amonio, y cada cosecha se lleva una parte fuera del campo. Durante siglos los campesinos lo devolvieron con estiércol y con leguminosas, cuyas bacterias de las raíces fijan el nitrógeno del aire, como en la [rotación de cultivos](/es/inventions/crop-rotation/). En el siglo XIX también lo compraban, sobre todo como salitre de Chile y como sulfato de amonio recuperado de las fábricas de gas.

![Un montón de cristales blancos en una pala de madera apoyada sobre un saco de yute abierto, junto a unos bloques de roca gris y beis](https://lastcodex.org/_astro/v1.Ccu8SoYO_1THSwW.webp)
_El salitre de Chile, refinado a partir de una roca llamada caliche, era el principal abono nitrogenado del mercado antes de 1914._

Un fertilizante nitrogenado sintético es nitrógeno que un proceso industrial ha sacado del aire y que se vende en una forma que se disuelve en el agua del suelo. Casi todo parte hoy del amoníaco, un compuesto de nitrógeno e hidrógeno. Parte del amoníaco se inyecta tal cual en el suelo, pero la mayoría se transforma en otros abonos, entre ellos la urea y, en los primeros años de la síntesis, el sulfato de amonio. Antes de que el amoníaco se impusiera en los años veinte, otros dos procesos industriales de principios del siglo XX vendían a los agricultores el nitrógeno del aire: el nitrato de calcio obtenido con un arco eléctrico y la cianamida cálcica.

## Cómo funciona

La dificultad está en la molécula de nitrógeno. Sus dos átomos están tan unidos que hace falta mucha energía para separarlos; en la naturaleza lo consiguen sobre todo ciertas bacterias del suelo. Los procesos industriales aportan esa energía como electricidad o como calor del carbón y del gas.

El proceso de arco de Kristian Birkeland y Sam Eyde usaba un arco eléctrico para que un poco del nitrógeno del aire se uniera al oxígeno; lo que el agricultor compraba al final era nitrato de calcio. En el proceso de la cianamida, el nitrógeno se unía al calcio en hornos eléctricos, y la cianamida cálcica resultante desprende amoníaco en un suelo húmedo. Ambos gastaban mucha electricidad. Las fábricas noruegas de arco se alzaban junto a saltos de agua, con [generadores](/es/inventions/generator/) movidos por el agua; la de cianamida de Knapsack, en Alemania, construida sobre un yacimiento de lignito, producía su corriente en su propia central.

![El extremo de un tubo de barro en el talud de una zanja entre dos campos, del que cae un hilo de agua clara a un agua quieta cubierta por una alfombra de algas verdes](https://lastcodex.org/_astro/v2.C0hF4yvG_2v8u7c.webp)
_El nitrato que el cultivo no absorbe sale de los campos por los drenes y alimenta las algas de zanjas y ríos._

El proceso Haber-Bosch, que los sustituyó, combina el nitrógeno del aire con hidrógeno y da amoníaco. Necesita mucha menos electricidad que el arco. El hidrógeno sale hoy sobre todo del gas natural y, en la mayor parte del resto, del carbón, de modo que las plantas de amoníaco queman mucho combustible fósil y emiten grandes cantidades de dióxido de carbono.

En el campo, el cultivo absorbe el nitrato y el amonio disueltos alrededor de sus raíces. El nitrógeno que no usa puede perderse. El nitrato viaja con el agua: se filtra hacia el acuífero o escurre hacia zanjas y ríos, donde junto con el fósforo alimenta a las algas; cuando las algas mueren y se pudren, el agua se queda sin oxígeno. Una parte del nitrógeno escapa además al aire, como amoníaco o como óxido nitroso, un gas de efecto invernadero.

## Historia y evolución

Hasta 1914, el salitre de los yacimientos de caliche de Chile suministraba la mayor parte del abono nitrogenado vendido en el mundo, y muchos temían que se agotara. Químicos e ingenieros de varios países buscaban la manera de tomar el nitrógeno del aire.

La cianamida cálcica, que Adolph Frank y Nikodem Caro habían aprendido a fabricar con el nitrógeno del aire, se propuso como abono en 1901. Un proceso rival se adoptó en 1904 en Westeregeln, cerca de Magdeburgo, en Alemania, donde una fábrica experimental entró en servicio a finales de ese año; Anthony Travis señala que no resultó rentable. En Italia, escribe, la sociedad de Frank y Caro montó hacia 1905 una fábrica en Piano d’Orta; los primeros intentos fracasaron y la producción empezó en 1907. La enciclopedia danesa Lex fecha en 1905 el inicio de la producción industrial de cianamida, la historia de la empresa Evonik en 1908.

En Noruega, el físico Kristian Birkeland y el ingeniero Sam Eyde se asociaron en 1903 en torno al horno de arco, y en 1905 empezaron las obras de una pequeña fábrica en Notodden, alimentada por una central hidroeléctrica cercana. Norsk Hydro se fundó ese mismo año, y su nitrato de calcio se vendió como salitre de Noruega.

En Karlsruhe, Fritz Haber buscó la manera de combinar directamente el nitrógeno y el hidrógeno. En 1909, un aparato de laboratorio construido con Robert Le Rossignol producía amoníaco líquido, y la empresa química BASF, que había adquirido el proceso, encargó a Carl Bosch hacerlo funcionar a escala industrial. Su equipo lo llevó del aparato de laboratorio a grandes convertidores de [acero](/es/inventions/steel/). La primera planta arrancó en Oppau, cerca de Ludwigshafen, en 1913, y su amoníaco se convirtió en sulfato de amonio para el campo.

![Una columna alta y gruesa de acero oscuro con cabeza de bridas atornillada, sobre una base baja de hormigón en un césped entre árboles](https://lastcodex.org/_astro/v3.BcrVIe8f_Z1KCjg9.webp)
_Un convertidor de amoníaco de la fábrica de Oppau, conservado hoy como monumento en Karlsruhe._

Durante la Primera Guerra Mundial, Alemania, privada del salitre chileno, convirtió buena parte del nuevo amoníaco en ácido nítrico para explosivos y abrió en 1917 una segunda fábrica, mayor, en Leuna. Haber recibió el Premio Nobel de Química correspondiente a 1918, y Bosch compartió el de 1931. A mediados de los años veinte, Haber-Bosch era ya el principal medio de fijar el nitrógeno, y la propia Norsk Hydro construyó plantas de amoníaco en 1928 y 1929 para sustituir sus hornos de arco.

El uso de abonos creció deprisa con la agricultura intensiva que siguió a la Segunda Guerra Mundial. Vaclav Smil calculó que en 2000 el 40 % de la población mundial dependía de alimentos cultivados con nitrógeno sintético, y el equipo de Jan Willem Erisman elevó esa parte al 48 % en 2008. Los costes crecieron con él. La Unión Europea aprobó su directiva de nitratos en 1991 por el nitrato de los acuíferos y las proliferaciones de algas en ríos y mares, y el amoníaco sigue siendo uno de los productos de la industria pesada que más carbono emiten.

## Datos clave

- Inicios de la fijación del nitrógeno del aire: Westeregeln (Alemania), finales de 1904; Notodden (Noruega), 1905
- Primera planta de síntesis de amoníaco: Oppau, Alemania, 1913
- Parte de la humanidad alimentada gracias a ellos: Entre un 40 % (Smil, 2000) y un 48 % (Erisman y colegas, 2008)
- Principal daño al agua: Nitrato arrastrado a acuíferos, ríos y mares

## Requiere

- [Generador eléctrico](https://lastcodex.org/es/inventions/generator/): El movimiento convertido en corriente (1831)
- [Acero](https://lastcodex.org/es/inventions/steel/): Hierro con el carbono justo (h. 1000 a. C.)

## Fuentes

- [Nitrogen, Novel High-Pressure Chemistry, and the German War Effort (1900-1918), Occasional Paper 7 (2015)](https://rschg.qmul.ac.uk/OccPapers/OccPap7.pdf), Anthony S. Travis, Royal Society of Chemistry Historical Group
- [100 Jahre Chemiestandort Knapsack: Chronik der Chemie (2007), pp. 8 and 10](https://www.chemiepark-knapsack.de/fileadmin/_cpk-neu/1_standort/fakten/pdf/100_Jahre_Chemiestandort.pdf), Helmut Neßeler, InfraServ GmbH & Co. Knapsack KG
- [Berlin, Jerusalem, and Karlsruhe mark Fritz Haber's 150th birthday (Bunsen-Magazin 2/2019)](https://indico.rz-berlin.mpg.de/event/19/attachments/35/133/Bunsen-Magazin_2_2019-Haber_Symposia.pdf), B. Friedrich, M. Popplow, A. S. Travis, Deutsche Bunsen-Gesellschaft
- [Carl Bosch: Biographical](https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1931/bosch/biographical/), NobelPrize.org
- [1913: first ammonia synthesis plant at Oppau](https://www.basf.com/global/en/who-we-are/history/chronology/1902-1924/1913.html), BASF
- [Ammonia synthesis reactor applying the Haber-Bosch process (object 036)](https://www.100objekte.kit.edu/en/object/036), Karlsruhe Institute of Technology, 100 Objekte
- [Kalsiumnitrat (Norgesalpeter)](https://snl.no/kalsiumnitrat), Store norske leksikon
- [The breakthrough that helped feed the world](https://www.yara.com/knowledge-grows/the-breakthrough-that-helped-feed-the-world/), Yara International
- [Rjukan-Notodden Industrial Heritage Site (Norway), No 1486, advisory body evaluation](https://webarchive.unesco.org/web/20151222060151/http://whc.unesco.org/archive/advisory_body_evaluation/1486.pdf), ICOMOS / UNESCO World Heritage Centre
- [Calcium cyanamide: rich harvest, healthy environment](https://history.evonik.com/en/predecessor-companies/skw-trostberg/calcium-cyanamide), Evonik Industries, corporate history
- [Cyanamider](https://lex.dk/cyanamider), H. J. Styhr Petersen, Lex.dk (Den Store Danske)
- [Ammonia Technology Roadmap: executive summary (2021)](https://www.iea.org/reports/ammonia-technology-roadmap/executive-summary), International Energy Agency
- [Ammonia: zero-carbon fertiliser, fuel and energy store (policy briefing, 2020)](https://royalsociety.org/topics-policy/projects/low-carbon-energy-programme/green-ammonia/), The Royal Society
- [How many people does synthetic fertilizer feed?](https://ourworldindata.org/how-many-people-does-synthetic-fertilizer-feed), Hannah Ritchie, Our World in Data
- [How a century of ammonia synthesis changed the world (Nature Geoscience 1, 2008, pp. 636–639)](https://doi.org/10.1038/ngeo325), J. W. Erisman, M. A. Sutton, J. Galloway, Z. Klimont, W. Winiwarter
- [Sources and Solutions: Agriculture](https://www.epa.gov/nutrientpollution/sources-and-solutions-agriculture), United States Environmental Protection Agency
- [Nitrates](https://environment.ec.europa.eu/topics/water/nitrates_en), European Commission, Directorate-General for Environment
- [Council Directive 91/676/EEC concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources](https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/1991/676/oj), Official Journal of the European Communities
- [Fritz Haber](https://www.sciencehistory.org/education/scientific-biographies/fritz-haber/), Science History Institute
- [The Water-Culture Method for Growing Plants without Soil (Circular 347, revised 1950)](https://archive.org/details/watercultureme3450hoag), D. R. Hoagland, D. I. Arnon, California Agricultural Experiment Station

Datos verificados el 2026-10-22.

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