Es hora de comprar muchas velas. Y si los encendemos con fósforos, solo será posible por el aniversario en cuestión. Es feliz el 350 aniversario del descubrimiento del fósforo, un elemento esencial para la vida tal como la conocemos.

La historia de cómo se descubrió el decimoquinto elemento de la tabla periódica se erige como uno de los grandes accidentes del esfuerzo humano:el equivalente del químico, quizás, de Colón partiendo hacia la India solo para encontrar las Américas por error. En el caso del fósforo, el explorador fue Hennig Brand, un alquimista y comerciante del siglo XVII de Hamburgo, Alemania.

Brand había estado tratando de lograr uno de los grandes objetivos de la alquimia, para hacer la piedra filosofal. Los alquimistas pensaban que este era el elixir de la vida, capaz de transformar el plomo en oro. Pero, ¿dónde encontrar esta sustancia legendaria?

Brand estaba convencido de que la respuesta era orina humana, por dos buenas razones. Primero, el oro y la orina eran de un color similar. Segundo, la orina proviene del cuerpo humano, que fue considerada por los alquimistas como una obra de perfección.

El descubrimiento

El proceso real que Brand estableció en 1669 fue notable. Uno tendría dificultades para repetirlo en un cobertizo de jardín hoy en día, a menos que tenga vecinos que estén dispuestos a tolerar olores extremadamente malos. Brand concentró grandes cantidades de orina humana y la dejó fermentar. Luego calentó los residuos, realizar destilación en seco, como se muestra a continuación en la pintura de Joseph Wright de 1795, el alquimista en busca de la piedra filosofal.

Brand se quedó con un sólido ceroso blanco que brillaba en la oscuridad incluso en una botella cerrada, y se quema espontáneamente con una llama blanca muy brillante cuando se expone al aire. Intrigado por estas propiedades, lo llamó fósforo porque significaba "portador de luz" en griego. Intentó muchas veces usar la sustancia para transformar el plomo en oro, pero fue en vano.

Presumiblemente decepcionado, Brand bien pudo haber pensado que, en cambio, había encontrado una de las otras grandes postulaciones de la alquimia, flogisto puro. La alquimia tenía un marco espiritual arraigado principalmente en la filosofía griega antigua, que estipulaba que toda la materia está formada por cuatro elementos, o cualidades - aire, tierra, fuego y agua. Cuando se generaron calor y luz durante la combustión, los alquimistas pensaron que era por el flogisto, un elemento parecido al fuego que estaba contenido dentro de objetos combustibles y que se soltaba cuando se quemaban.

La teoría del flogisto no fue desacreditada hasta la década de 1770, cuando Antoine-Laurent Lavoisier demostró que la combustión es una reacción con un gas:el oxígeno. Más de un siglo después de eso, se hizo posible transmutar un metal en otro, pero utilizando un reactor nuclear en lugar de una piedra filosofal. Económicamente, sin embargo, el proceso nunca ha tenido sentido, ya que de esta manera solo se pueden producir pequeñas cantidades de metales nobles como el oro.

Por otra parte, el descubrimiento del fósforo abrió un nuevo capítulo deslumbrante en lo que se convirtió en la química moderna. Unos 50 años después del descubrimiento de Brand, Johann Thomas Hensing, profesor de medicina en la Universidad de Giessen en Alemania central, mostró que el fósforo también estaba presente en el cerebro humano (pasarían décadas más tarde antes de que se demostrara que también había minerales que contienen fósforo).

Comenzaron a venderse los primeros medicamentos que contenían fósforo elemental, tal vez pensando que "si está en tu cerebro, debe ser bueno para ti ". Esto resultó ser un error grave, sin embargo, dado que el fósforo blanco es de hecho muy tóxico, una dosis letal es de solo 1 mg por kilogramo de masa corporal. Como resultado, los pacientes terminaron envenenados.

Portador de vida y muerte

Sin embargo, el fósforo es biológicamente vital. El cuerpo humano promedio contiene alrededor de 0.5 kg de fósforo, la mayor parte en forma de fosfato para fortalecer los huesos y los dientes. El fósforo también mantiene unidas de manera crucial las moléculas de ADN y ARN:la columna vertebral de estas estructuras similares a cadenas largas contiene dos grupos fosfato por par de bases nucleicas. Sin fósforo, es difícil imaginar cualquier tipo de vida.

Los alimentos ricos en fósforo incluyen diversas carnes, mariscos, lentejas frijoles, nueces y semillas. En el otro extremo del espectro, El fósforo blanco se usó durante mucho tiempo en veneno para ratas. Aún más extremo, Agentes de guerra química Sarín y VX son compuestos de fósforo. Sarín por ejemplo, es 21 veces más mortal que el cianuro de potasio. Es un gran ejemplo de cómo los elementos que se presentan en diferentes formas pueden tener apariencias y efectos biológicos muy diferentes.

El fósforo tiene muchos otros rasgos positivos. Junto con el nitrógeno, los fosfatos forman la base de los fertilizantes más utilizados en la agricultura. No hay sustituto para el fósforo en esta función; no puede ser reemplazado por ningún otro elemento en las plantas.

Esto plantea un problema importante. Los suministros de roca fosfórica, el único mineral de fósforo importante, son limitados. Tanto es así que el fósforo se ha incluido entre los "elementos en peligro" donde existe un riesgo para el suministro futuro. El problema es que el fósforo utilizado como fertilizante termina disuelto en ríos y océanos como fosfato soluble, eventualmente convirtiéndose en sedimento. Actualmente no existe una forma económicamente viable de recuperarlo, y los científicos predicen una escasez dentro de unos 30 a 40 años.

Esto apunta a la necesidad de desarrollar el reciclaje de fósforo, idealmente en el punto antes de que se diluya mucho en nuestras corrientes de agua. Entonces, ¿cómo podría hacerse esto? Los seres humanos consumen 3 millones de toneladas más de fósforo del que necesitan cada año, que finalmente se excreta en forma de orina y heces. Reciclar el fósforo de los desechos humanos puede no parecer un esfuerzo muy alentador, pero será un huevo de oro para quien encuentre la manera de hacerlo.

Esto plantea un punto interesante. Es tentador mirar con diversión la forma en que Brand encontró fósforo en cubos de orina. Puede resultar que, en retrospectiva de 350 años, en realidad, se estaba enfocando exactamente en el mejor lugar después de todo.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.