"La vida es un relámpago entre dos largas noches".

Amado Nervo

Los relámpagos no solo son un espectáculo natural, sino que también forman parte de un complejo y crucial mecanismo de equilibrio ecológico. Durante una tormenta eléctrica, el campo eléctrico entre las nubes y la tierra se vuelve lo suficientemente fuerte como para romper la estructura del aire, separando los átomos en iones positivos y electrones. Este proceso genera plasma, que es altamente conductor y permite el flujo de corriente eléctrica, facilitando el paso del rayo. Estos rayos, al final, ayudan a fertilizar el suelo, purificar el aire, eliminar microorganismos dañinos y mantener el ciclo del ozono.

La atmósfera se compone en un 78% por nitrógeno molecular (N₂), pero las plantas no pueden usarlo directamente. Cuando un rayo atraviesa el aire, su altísima temperatura (~30,000°C) rompe las moléculas de nitrógeno y oxígeno, permitiendo que se combinen para formar óxidos de nitrógeno. Estos compuestos reaccionan con el agua de lluvia, formando ácido nítrico, que luego se disuelve y cae al suelo en forma de nitratos, un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas. Mientras tanto, el plasma genera ozono (O₃), un gas que ayuda a purificar el aire al reaccionar con contaminantes y eliminar microorganismos dañinos. Aunque el ozono es tóxico en grandes concentraciones a nivel del suelo, en la atmósfera juega un papel clave en la protección contra la radiación UV. La radiación electromagnética y las altas temperaturas del plasma del rayo pueden eliminar bacterias, hongos y otros microorganismos en el aire y el suelo. Esto ayuda a reducir plagas y enfermedades en ecosistemas agrícolas y naturales.

El plasma es el cuarto estado natural de la materia, junto con los sólidos, líquidos y gases. Es un gas ionizado que contiene una mezcla de electrones libres y núcleos atómicos cargados positivamente. Se genera cuando un gas recibe suficiente energía (calor, electricidad o radiación) para que los electrones se separen de los átomos, creando partículas cargadas. Esto puede ocurrir de forma natural o artificial. Naturalmente en relámpagos, el Sol, estrellas, auroras boreales y el fuego. Artificialmente en lámparas fluorescentes, televisores de plasma, reactores de fusión y soldaduras eléctricas.

Muchos problemas en la agricultura son resultado de la generación, distribución y conversión de múltiples formas de energía. Como todo proceso, la agricultura depende de la energía, y cualquier ineficiencia, escasez o desperdicio de ella puede afectar la productividad y sostenibilidad del sistema. La tecnología del plasma, aunque aún en pleno desarrollo, está apuntando a resolver varias de estas complicaciones agrícolas. El ozono, la radiación UV y otras partículas de plasma excitadas e ionizadas se utilizan en procesos de desinfección y esterilización, tratamiento de tejidos y en procesos de curación. Algunas de estas tecnologías son muy avanzadas, como el tratamiento del agua potable, pero aún se utilizan y desarrollan junto con los avances tecnológicos relacionados con los nuevos materiales y la electrónica.

En un futuro próximo, la aplicación de tecnologías de plasma puede hallar sitio en asuntos como el tratamiento de suelos contaminados y su fumigación; el cultivo y almacenamiento de productos agrícolas y alimentos; la eliminación de insectos, hongos y moho; la esterilización y desinfección de materiales no resistentes a altas temperaturas; y el tratamiento de tejidos vivos (Stryczewska, H. D., y Boiko, O., 2022).

Las propiedades antimicrobianas de los plasmas en la descontaminación del agua, el aire ambiente y las superficies están ampliamente demostradas. Y no solo en numerosas publicaciones científicas; también hay un sinfín de aplicaciones prácticas, como: el tratamiento de semillas, la descontaminación de suelos, el tratamiento de agua para riego, la estimulación del crecimiento de plantas y la conservación de alimentos y postcosecha, entre otros.

El uso de plasma en la agricultura tiene muchas ventajas, pero también presenta algunas desventajas y desafíos que deben considerarse antes de su implementación a gran escala. Aunque el plasma ayuda a descontaminar suelos y agua, aún se estudia si su uso prolongado podría afectar microorganismos benéficos del suelo y alterar el equilibrio ecológico. No hay regulaciones específicas sobre el uso del plasma en la agricultura en muchos países, lo que puede dificultar su inclusión y aceptación en el mercado. También, un tratamiento inadecuado con plasma podría afectar la viabilidad de las semillas o alterar la estructura celular de los cultivos, reduciendo su crecimiento en lugar de mejorarlo. Y en el aspecto técnico, la generación de plasma implica trabajar con altos voltajes y, en algunos casos, radiación UV, lo que requiere medidas de seguridad adicionales para proteger al personal y evitar accidentes.

En la naturaleza, hay mucho que aprender con la pura observación. Las tecnologías de plasma muestran lo fructífero de, ocasionalmente, permitirse observar el cielo. Y así como tienen aplicaciones por descubrirse en la agricultura, en otros campos es igual de prometedor el aprovechamiento del ´cuarto estado de la materia´. Bastará esperar y apoyar el desarrollo de conocimiento alrededor del plasma, para así ver cómo de los relámpagos surgen ideas. (jorgequirozcasanova@gmail.com)