El fósforo es uno de los elementos más interesantes de la tabla periódica. Se identifica con el número 15 como número atómico y cumple un papel fundamental en la formación de huesos y tejidos en el cuerpo humano. Sin embargo, en la naturaleza no actúa de la misma forma, pues es un mineral limitante que retarda los procesos de crecimiento en diversos ecosistemas. Hoy, te diremos todo lo que debes saber sobre el ciclo del fósforo.
Origen del Fósforo
El fósforo fue descubierto en Alemania, concretamente en Hamburgo durante el año 1669. En busca de la llamada piedra filosofal, el primer físico del mundo y el último alquimista, Henning Brandt, destiló una gran cantidad de orina. En el proceso de evaporación, pudo notar que los vapores producidos de este proceso, brillaban en la oscuridad y producían una luz blanca.
Una de las características de esta luz blanca es que ardía al entrar en contacto con el aire. Basándose en sus características y sus conocimientos, Brandt le dio el nombre de fósforo, que proviene de la palabra griega phosphoros, que quiere decir portador de luz. Este fue el primer descubrimiento de un material de forma aislada.
Características del ciclo del fósforo
El ciclo del fósforo es posible por una de las principales características de este material: se encentra presente de forma abundante en rocas sedimentarias, sin embargo, esto no quiere decir que se encuentre de forma libre en el mundo, sino que por el contrario forma parte de otros elementos. Asimismo, reacciona con el oxígeno y se encuentra en la naturaleza en tres instancias.
Fósforo blanco
El fósforo blanco es el tipo de fósforo que reaccionó Brandt con el oxígeno, por lo cual, es la forma más reactiva y también la más tóxica, la sola exposición a este material puede ocasionar en el cuerpo grandes quemaduras, y la ingesta del mismo incide directamente en el corazón y el hígado, ocasionando delirios e inclusive la muerte.
Fósforo rojo
Es un tipo de fósforo que proviene directamente del fósforo blanco calentado en temperaturas mayores de 200º. Tradicionalmente, es el que encontramos en la cabeza de las cerillas. Con el contacto con el aire, el fósforo rojo de la cabeza se transforma en fósforo blanco y por ende, arde.
Fósforo negro
Esta variación del fósforo es buen conductor eléctrico y se destina tradicionalmente a esta finalidad. Evidentemente se trata de un material de color negro, similar al grafito.
Puede ser mortal
El fósforo blanco, además de ser naturalmente tóxico, ha sido utilizado en distintas ocasiones de la historia para finalidades bélicas. Por poner un solo ejemplo, en el año 2009 en Gaza, fue implementado por Israel durante los conflictos bélicos allí desarrollados, así como también durante la segunda guerra mundial.
¿En qué se encuentra presente el fósforo?
A continuación, vamos a darte algunos ejemplos de productos o elementos en los que se encuentra presente el fósforo, para que así puedas conocer con un poco más de propiedad sobre todos los sitios en dónde lo puedes encontrar.
Cuerpo humano
Esto no es una novedad, pero lo cierto es que en el cuerpo humano podemos contener hasta un kilogramo en total de fósforo. Principalmente, se destina a la formación de los huesos y de los dientes, junto con el calcio.
Virus y bacterias
Los virus y bacterias son microorganismos que pese a que se diferencian entre sí, requieren valores de fósforo mucho más elevados que los seres humanos para poder sobrevivir, lo cual vendría a significar un 12%.
Cultivos
El fósforo es necesario para los cultivos porque ayuda a propiciar la fotosíntesis y los procesos necesarios para el desarrollo de, por ejemplo, el trigo, el maíz, el arroz y los tomates.
Rocas Sedimentarias
La mayor cantidad de fósforo en el planeta se encuentra en las rocas sedimentadas, y a partir de la meteorización de las rocas se libera el fósforo presente en ellas, y gracias a esto los seres vivos pueden tomarlo.
El depósito de fosfato más grande del mundo
En el desierto del Sahara Occidental se encuentra el depósito de fósforo más grande del mundo: la mina de Bou Craa. Los suelos de esta zona son altamente ricos en fosfato gracias a diversas razones, entre las que destacan climas pertinentes y una de las mayores reservas de restos de animales de hace 20 millones de años del Atlántico.
Este mineral es transportado desde acá hacia muchos lugares del mundo, en donde se utiliza como fertilizante para los suelos y la agricultura, lo cual contribuye a dar inicio al ciclo del fósforo en el mundo. Además y evidentemente, contribuye en el crecimiento de insumos para procesar alimentos, por lo cual, sin fósforo, técnicamente no habría comida.
Pico del fosfato
Este término es empleado para hacer referencia a una situación futura en la cual la producción del mineral haya alcanzado su punto más alto y la demanda sobrepase a la oferta. En ese momento, podría asegurarse que la humanidad se habrá quedado sin fósforo. Llevando estos términos a la realidad, se estima que el pico del fósforo puede llegar a alcanzarse dentro de pocos años, aproximadamente para el 2030.
Esta es una posibilidad aterradora para la humanidad, pues el fósforo es totalmente necesario para los suelos, la agricultura, los animales y los seres humanos. Estos últimos necesitan consumir entre 800 y 1000 miligramos de fósforo. Lo que quiere decir que de agotarse las reservas de fósforo, estaría seriamente comprometida la estabilidad alimentaria del hombre.
Las alternativas que se presentan como solución a esta probabilidad son muy variadas, pero de entre todas destacan una bastante interesante, y es que pareciera que por el mismo ciclo del fósforo, el ser humano lo expulsa mediante la orina. Este es un elemento que, según aseguran algunos expertos, puede empezar a emplearse en los cultivos para fertilizar como un mecanismo de rápida solución.
Ciclos biogeoquímicos
Los ciclos biogeoquímicos son una serie de procesos que hacen posible la vida en la tierra. Se trata de movimientos cíclicos que se dan entre los elementos presentes en los organismos y el ambiente geológico para originar cambios químicos. Entre estos ciclos biogeoquímicos se encuentra el ciclo del fósforo, del cual te hablaremos el día de hoy.
Etapas del ciclo del fósforo
El ciclo del fósforo se lleva a cabo gracias a un número determinado de etapas o procesos que permiten la reutilización de este mineral en la tierra. Este es un ciclo más lento que el ciclo del agua, por ejemplo, pues es un material que se deposita en rocas sedimentarias en lugar de depositarse en la atmósfera.
Erosión y meteorización
Es la primera etapa del ciclo del fósforo. Para explicarlo, es importante aclarar que este mineral se encuentra de forma abundante en el fondo de los mares o de la tierra y, con el paso del tiempo gracias a circunstancias naturales (como la erosión solar) o humanas (como la minería), se liberan iones de fosfato que son dirigidos a las superficies.
Fijación en las plantas
Luego de ser liberados hacia los ecosistemas estos iones de fosfato, las plantas absorben dicho mineral y lo utilizan en su organismo de manera positiva para contribuir a su nutrición, su desarrollo y su crecimiento. Este proceso se da no solamente en plantas terrestres, sino también en plantas marinas tales como las algas.
Fijación en animales herbívoros
Un proceso similar al anterior ocurre durante esta etapa. Los animales de clasificación herbívora se alimentan de estas plantas, y en el proceso de nutrición se degradan las moléculas de fósforo, fijándose al organismo y siéndole de provecho para el desarrollo y crecimiento.
Fijación en animales carnívoros
Posteriormente, los animales carnívoros se alimentarán de los animales herbívoros que servirán de nutrición para el siguiente eslabón de la cadena trófica. De esa forma, se extiende el proceso por toda la cadena alimentaria.
Descomposición del fósforo
El fósforo volverá paulatinamente al suelo por diversas razones. La primera de estas es la excreción de los animales, que es muy rica en nutrientes y al ser descompuesta permite que el fósforo vuelva al lugar de dónde salió.
La otra razón consiste en la descomposición de animales muertos, esta tarea se lleva a cabo por organismos descomponedores que igual que en el primer caso, devuelven el fósforo al suelo en donde será nuevamente ingerido por plantas e inclusive puede transportarse hasta los océanos, en donde formará nuevos sedimentos.
Ejemplo del ciclo del fósforo
Un ejemplo de este proceso que cumpla correctamente todas las etapas sería el siguiente: Imagínate una selva con una vegetación muy frondosa y rica en minerales y nutrientes, como el fósforo. De dicha vegetación se alimentan los tapires, que absorberán el fósforo en su organismo y de esa forma, cuando un jaguar trate de alimentarse de ellos, absorberá por transferencia una gran cantidad de nutrientes, entre ellos y específicamente, el fósforo.
Importancia del ciclo del fósforo a la vida humana
El fósforo es uno de esos minerales que proporciona energía al cuerpo humano, sin embargo, no solo se trata de esto, pues la importancia de este increíble elemento radica también en otros factores de los cuales te mencionaremos algunos a continuación:
ATP
El ATP es una molécula denominada Adenosín Trifosfato y su estructura molecular está compuesta por un grupo de adenina y ribosa, es decir, una adenosina y un grupo trifosfato, o sea, fósforo. El ATP cumple un trabajo muy interesante, pues es el encargo de ayudar en las reacciones celulares en donde se sintetiza ADN y ARN.
ADN
El ácido desoxirribonúcleico es la molécula en donde está contenida toda la información genética de un individuo. Esta molécula se encuentra compuesta por las llamadas bases nitrogenadas, denominadas propiamente adenina, guanina, citosina y timina y está formada por una doble cadena. Se encuentra ubicada en el núcleo o en las mitocondrias de la célula.
Esta pequeña molécula realiza diferentes funciones que garantizar la preservación de una familia de genes en el mundo, pues una de sus tareas es la de la replicación, en donde la información genética es transportada de una generación a otra generación. Otra de sus tareas más importantes son la codificación y la mutación.
ARN
El ácido ribonucleico es otra molécula que se encarga de la síntesis de proteínas en el organismo y a diferencia de la molécula de ADN, esta cuenta solamente con una cadena. Estructuralmente está compuesto por una cadena de ribonucleótidos y generalmente se encuentra en células procariotas.
Existen distintos tipos de ARN, entre los que destacan el ARN mensajero (encargado del transporte de la información del ADN), el ARN ribosómico (se encuentra en los ribosomas y cumple la función de catalizar la síntesis de proteínas) y el ARN de transferencia (este tipo de ARN se encarga de cargar aminoácidos que contribuyan durante la síntesis de proteínas).
Fosfolípidos
El fósforo se hace presente en forma de ácido fosfórico en estas moléculas llamadas fosfolípidos, los cuales se encuentran en una gran cantidad de alimentos. Son derivados del glicerol y se ubican en muchos alimentos que posean materia celular, pues se pueden encontrar en la membrana celular.
Ejemplos de fosfolípidos
Los fosfolípidos son un tipo de lípidos que estructuralmente cuentan con una molécula de glicerol, dos ácidos grasos y un grupo fosfato. Se encuentran presentes principalmente en un cierto número de alimentos, entre los cuáles podemos resaltar los siguientes:
- Nueces
- Almendras
- Yemas de huevos
- Lecitina
- Mariscos
- Cereales
Además de ser componentes esenciales de las membranas celulares, gracias al ciclo del fósforo, los fosfolípidos pueden realizar otras funciones no solamente en seres humanos, sino también en otro tipo de organismos vivos, como la activación de enzimas o la síntesis de sustancias celulares.
¿En dónde se reserva el fósforo?
Debes saber, que los lugares en donde mayormente se reserva este mineral en los procesos del ciclo del fósforo son las masas de agua. También, el mismo puede encontrarse presente en los mares, los océanos, así como los suelos. Siendo en estas zonas, en donde se recicla gran parte del fósforo existente en el mundo.
Sin embargo, en la superficie de los océanos los niveles de fósforo son bajos, a diferencia de la profundidad de las aguas en donde, producto de la degradación de organismos, los niveles pueden llegar a ser mucho más elevados.