Química de la urea
La urea, también conocida como carbamida, carbonildiamida, etc, es un compuesto químico cuya fórmula es CO (NH2)2. Urea es como se nomina al ácido carbónico de la diamida. Se trata de una sustancia nitrogenada que producen abundantes seres vivos, para eliminar el amoníaco de sus organismos, ya que es considerablemente tóxico. En los hombres y otros animales, se encuentra presente en sangre, hígado, linfa, sudor, órganos, huesos, etc., llegando a haber, por ejemplo, concentraciones de hasta 20g por litro en la orina de los humanos.
Este compuesto químico se produce principalmente en el hígado, actuando como producto metabólico final. Su aspecto es el de un sólido cristalino, de color blanquecino. Su forma es la de una esfera o en ocasiones, también adopta una forma granular. Esta sustancia posee la capacidad de absorber agua atmosférica, es decir, es higroscópica, y suele relacionarse con un ligero olor característico a amoníaco.
El nitrógeno que contiene la urea, llega a ser un 80% del nitrógeno presente en la orina, el cual proviene de la descomposición celular del cuerpo, aunque la mayor parte procede de las proteínas que ingerimos en nuestra alimentación. También existe presencia de urea en ciertos hongos, o en algunas partes de algunos cereales.
Además de su presencia en organismos vivos, la urea también tiene una presencia significativa en la industria cosmética. Se utiliza en una variedad de productos para el cuidado de la piel, como cremas hidratantes, lociones y champús, debido a sus propiedades hidratantes y exfoliantes. La urea ayuda a retener la humedad en la piel y a eliminar las células muertas, lo que la hace útil en el tratamiento de condiciones de la piel como la psoriasis y la dermatitis.
La urea es fácilmente soluble tanto en agua como en alcohol, y algo soluble en éter. La urea fue la segunda sustancia de tipo orgánico en ser sintetizada de manera artificial, hecho realizado por el químico Friedrich Wöhler, en el año 1828. Hoy en día se obtiene a partir de la síntesis de Wöhler, en honor a su diseñador.
La urea es una sustancia orgánica nada peligrosa, pues ni es tóxica, ni cancerígena, además de no ser inflamable, aunque en contacto directo con los ojos puede causar irritación. A pesar de esto, la urea mezclada con ciertos agentes reductores como el hipoclorito, puede producir gases inflamables y considerados tóxicos, como el amoniaco y el CO2.
Las reacciones de la urea suelen tener lugar en termo descomposición, a una temperatura que ronda los 160ºC, produciendo, como ya se mencionó, gases de tipo inflamables como pueden ser el CO2, el cianato de amonio, etc. Si continuamos calentando la urea, llegaremos a la formación de compuestos cíclicos de ácido cinabrio.
En la naturaleza, podemos hablar del ciclo de la urea. Dicho proceso consiste en la producción de urea partiendo como base del amoníaco, consumiendo energía. En los mamíferos, incluyendo el hombre, la urea es considerada como una sustancia de desecho, que viene producida cuando se ingieren proteínas. La urea viaja a través de la sangre, hacia los riñones, donde se filtrará y pasará a ser depositada en la orina. Un adulto elimina unos 28 gramos de urea al día.
En la naturaleza, también encontramos la ureasa, una enzima producida por unas bacterias que se encuentran en el suelo. Esta enzima es de tipo hidrolítica, y cataliza las reacciones de descomposición de la urea que tienen lugar en el agua, dando la formación de anhídrido carbónico y amoniaco. Así observamos, que en la naturaleza se produce urea a través de diferentes reacciones, las cuales tienen lugar en ambos sentidos.
La urea tiene diferentes usos y aplicaciones, como por ejemplo, su uso como fertilizante. Este uso es el mayoritario, pues un 90% de la urea que se produce, tiene dicho fin. Se utiliza para fertilizar suelos y plantas, a los cuales les provee del nitrógeno que necesitan. La urea como fertilizante es bastante ventajosa si la comparamos con otros fertilizantes, pues proporciona bastante nitrógeno, elemento esencial para las plantas.
La urea también se utiliza ampliamente en la industria química, donde se usa en la fabricación de plásticos, tintas, adhesivos, medicinas, papel, etc. También ocupa un papel importante en la ganadería, donde se suele mezclar con el alimento para el ganado, dando un aporte de nitrógeno, vital para la formación de las proteínas de los animales.
Además, la urea se utiliza en la industria automotriz en la fabricación de sistemas de reducción de emisiones de óxidos de nitrógeno. Estos sistemas, conocidos como sistemas de reducción catalítica selectiva, utilizan una solución de urea y agua para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno de los motores diésel. La urea reacciona con los óxidos de nitrógeno en el escape del motor para producir nitrógeno y agua, que son sustancias inofensivas.