Nitrous oxide

El óxido nitroso, también llamado óxido de dinitrógeno o monóxido de dinitrógeno y comúnmente conocido como gas hilarante o simplemente nitroso, es un óxido de nitrógeno con la fórmula química N₂O. A temperatura ambiente, es un gas incoloro, no inflamable, con un olor y sabor ligeramente dulces. Cuando se calienta, se convierte en un fuerte oxidante, similar al oxígeno molecular. Médicamente, se utiliza como anestésico y analgésico, especialmente en cirugía y odontología, y está incluido en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud. Su apodo "gas hilarante" fue acuñado por Humphry Davy, en referencia al subidón eufórico y breve que produce al inhalarse, lo que también lo convierte en una droga recreativa con efectos disociativos. El abuso crónico puede causar daño neurológico al inactivar la vitamina B12. Más allá de la medicina, el óxido nitroso sirve como oxidante en propelentes de cohetes y combustibles de carreras de motor, y como propelente para la nata montada. Ambientalmente, es un contaminante: en 2020, los niveles atmosféricos alcanzaron 333 partes por mil millones, aumentando aproximadamente 1 ppb cada año. Es un importante destructor del ozono estratosférico, comparable a los CFC, y es el tercer gas de efecto invernadero más importante, contribuyendo significativamente al calentamiento global. Alrededor del 40% de las emisiones causadas por humanos provienen de la agricultura, donde los microbios del suelo descomponen los fertilizantes nitrogenados en óxido nitroso. Reducir estas emisiones es un objetivo clave en las políticas de cambio climático.

El gas fue sintetizado por primera vez en 1772 por el filósofo natural y químico inglés Joseph Priestley, quien lo llamó aire nitroso desflogisticado o aire nitroso inflamable. Describió su producción —calentando limaduras de hierro humedecidas con ácido nítrico— en su libro de 1775 Experiments and Observations on Different Kinds of Air. La primera aplicación médica importante llegó de la mano de Thomas Beddoes y James Watt, quienes coescribieron Considerations on the Medical Use and on the Production of Factitious Airs (1794). Este trabajo fue significativo por dos razones: Watt había inventado una máquina para producir "aires artificiales" (incluyendo óxido nitroso) y un aparato de respiración para inhalarlos, y Beddoes propuso que la tuberculosis y otras enfermedades pulmonares podían tratarse inhalando estos gases. La máquina tenía tres partes: un horno para quemar material, un recipiente de agua con un tubo en espiral para lavar las impurezas del gas, y un cilindro equipado con un gasómetro desde el cual el gas podía transferirse a bolsas de seda portátiles y herméticas. El aparato de respiración conectaba una de estas bolsas mediante un tubo a una boquilla. En 1794, este equipo estaba listo, allanando el camino para los ensayos clínicos. Estos comenzaron en 1798 cuando Beddoes fundó la Institución Neumática en Hotwells, Bristol. En su sótano, una máquina a gran escala producía gases bajo la supervisión del joven Humphry Davy, a quien se animó a experimentar con nuevos gases para pacientes. El primer trabajo importante de Davy fue el estudio del óxido nitroso, publicado en Researches, Chemical and Philosophical (1800). En ese libro, señaló el efecto analgésico del gas (página 465) y su potencial para uso quirúrgico (página 556). También acuñó el nombre "gas hilarante". A pesar del descubrimiento de Davy de que inhalar óxido nitroso podía aliviar el dolor en personas conscientes, pasaron otros 44 años antes de que los médicos lo probaran como anestésico. Mientras tanto, el uso recreativo en "fiestas de gas hilarante" para la clase alta británica se hizo popular a partir de 1799. El gas suele hacer que los usuarios se sientan estupefactos, soñolientos y sedados, aunque algunos experimentan euforia y risa incontrolable. Uno de los primeros productores comerciales en EE. UU. fue George Poe, primo del poeta Edgar Allan Poe, quien también licuó el gas por primera vez. El primer uso del óxido nitroso como anestésico en un paciente ocurrió el 11 de diciembre de 1844, cuando el dentista Horace Wells, con la ayuda de Gardner Quincy Colton y John Mankey Riggs, demostró insensibilidad al dolor durante una extracción dental. Durante las semanas siguientes, Wells trató a 12 a 15 pacientes en Hartford, Connecticut, fracasando solo en dos casos. A pesar de informar estos resultados a la sociedad médica de Boston en diciembre de 1844, el método no fue adoptado de inmediato, probablemente porque la primera demostración pública de Wells en enero de 1845 fue parcialmente infructuosa, dejando dudas entre sus colegas. No entró en uso general hasta 1863, cuando Colton comenzó a usarlo en sus clínicas de la "Colton Dental Association" en New Haven y Nueva York. Durante los siguientes tres años, Colton y sus asociados lo administraron con éxito a más de 25 000 pacientes. Hoy en día, el óxido nitroso se usa en odontología como ansiolítico y complemento de la anestesia local. No se consideró lo suficientemente fuerte para cirugías mayores en hospitales, donde el éter dietílico se convirtió en el agente preferido.