Si reviso el término Proceso Haber y lo acompaño de palabras descriptivas como industria, amoníaco, nitrógeno, fertilizantes y consumo de energía, es casi inevitable que a la mayoría le venga a la mente la imagen de fábricas trabajando a destajo, liberando columnas de humo en el aire a través de sus largas chimeneas y, en definitiva, contaminando el medio ambiente. Y algo de eso -o mucho- hay, claro. Pero, paradójicamente, también tiene efectos positivos, fundamentales por cierto, y no me refiero sólo a la economía o al empleo que genera.
Para ser exactos, este proceso se llama Haber-Bosch porque sus creadores fueron Fritz Haber y Carl Bosch, dos químicos alemanes que colaboraron de la mano en 1910 para desarrollar un sistema de producción de amoníaco mediante una reacción de dinitrógeno y dihidrógeno atmosféricos, inducida por una Catalizador metálico a alta temperatura y presión.
El invento fue de gran importancia debido a la dificultad que existía hasta entonces para producir amoniaco a escala industrial, ya que los sistemas que habían existido hasta entonces, como el Birkeland-Eyde o el Frank-Caro, no eran eficientes.
¿Y por qué era necesario tanto amoníaco? Actualmente diríamos eso porque es el componente básico de los fertilizantes. Sin embargo, en aquellas primeras décadas del siglo XX el objetivo era la producción de explosivos y municiones. En este sentido, Alemania tenía un especial interés debido a la carrera armamentista en la que estaba inmersa ante la cada vez más inevitable guerra que se avecinaba y que, cuando finalmente estalló, supuso una limitación de materias primas para la industria armamentística alemana. , ya que los Aliados bloquearon sus importaciones de salitre de Chile (las empresas eran británicas).
De hecho, la creciente demanda de amoniaco y nitratos no era sólo teutónica sino mundial desde el siglo anterior. Como decíamos antes, existe una fuente importante de nitrógeno, nuestro propio aire, en el que este elemento constituye el 87%, pero es tan estable que es difícil hacerlo reaccionar con otros productos químicos; por eso lograr su conversión fue un desafío para la ciencia. Fritz Haber fabricó un instrumento de alta presión con el que consiguió producir amoníaco a partir del aire gota a gota y en 1909 lo presentó oficialmente.
La empresa teutónica BASF adquirió el invento para aplicarlo a escala industrial, siendo Carl Bosch el encargado de realizar esta adaptación al año siguiente y comenzar la fabricación de amoniaco en 1913. El éxito se hizo evidente cuando se empezaron a fabricar veinte toneladas diarias. obtenido, lo que permitió producir municiones en la cantidad deseada. Así, Alemania pudo afrontar la Primera Guerra Mundial sin depender de nadie mientras las ventas del salitre chileno, por cierto, cayeron dos tercios y su precio se desplomó.
Una vez finalizada la guerra, se dejaron de lado los posibles prejuicios y se impuso la justicia académica:los trabajos de Haber y Bosch formaron parte de los méritos, ampliados posteriormente con investigaciones sobre otros temas, que les llevaron a ser galardonados con el Premio Nobel de Química en 1918. y 1931, respectivamente.
Hay que decir que Haber, un orgulloso patriota, había participado en el desarrollo del gas dicloro utilizado en la Segunda Batalla de Ypres y en el Frente Oriental; en cambio, se negó a trabajar para los nazis porque, aunque era cristiano, era de ascendencia judía (irónicamente, utilizaron sus gases para la Solución Final). Bosch tampoco quería tratar con ellos.
Los tiempos han cambiado y hoy el uso principal del Proceso Haber es la producción de amoníaco para su uso como fertilizante. Para ello se combinan nitrógeno e hidrógeno (este se obtiene a partir del metano del gas natural en un catalizador de níquel que separa átomos de carbono e hidrógeno) a una temperatura de unos 400º o 500º y entre 150 y 300 atmósferas de presión. El catalizador general original, el osmio, fue posteriormente reemplazado por uranio, que es más abundante, pero ahora se utiliza un catalizador basado en magnetita (polvo de hierro oxidado) que reduce los costos.
Hasta que Haber ideó su sistema, los fertilizantes industriales se elaboraban mediante el proceso de cianamida, inventado en 1898 por Adolph Frank y Nikodem Caro (de ahí que también se llamara proceso Frank-Caro). Consistía en una reacción exotérmica (es decir, productora de energía) del carburo de calcio con nitrógeno que se llevaba a cabo en grandes cilindros de acero calentados a mil grados de temperatura, lo que provocaba dos cosas:por un lado, el carbono; por el otro, el nitrolim (una mezcla sólida de cianamida cálcica, cristales blancos e inodoros que eran la base de los fertilizantes).
El problema era que este método requería el consumo de enormes cantidades de electricidad y una enorme mano de obra, por lo que la difusión del Proceso Haber lo relegó a un segundo plano. Todavía se utiliza, pero es el otro que realmente se lleva la mayor parte del sector industrial, con una producción de unos 450 millones de toneladas al año. Esto requiere, por el contrario, el uso de entre el 3% y el 5% del gas natural mundial, lo que representa aproximadamente entre el 1% y el 2% del suministro energético del planeta.
Los datos podrían parecer totalmente negativos, sobre todo si se le añaden otros derivados, como el hecho de que sólo el 17% del amoniaco fabricado se consume, quedando el resto en la tierra, el aire o el agua; algo que, según algunos estudios, ha alterado el ciclo natural del nitrógeno. Así, más de la mitad del amoniaco y los nitratos acaban esparciéndose por el suelo y, a través de la escorrentía, pasan a ríos y mares, afectando a sus hábitats biológicos aportándoles un exceso de nutrientes. Eso hace que proliferen algas y bacterias al estar tan bien alimentadas, consumiendo el oxígeno que otras especies necesitan. Esto se conoce como eutrofización.
De hecho, en la atmósfera ocurre algo similar, alterando su equilibrio, ya que el exceso de nitrógeno enriquece el ozono en la troposfera y reduce el de la estratosfera. Viendo el vaso medio lleno, el mayor porcentaje de nitrógeno en el aire favorece la captura de CO2 en grandes masas forestales. Es más, a todos estos inconvenientes podemos añadir una segunda lectura mucho más positiva, relacionada con el crecimiento y la alimentación de la población mundial:el uso de estos fertilizantes ha cuadriplicado la productividad de las tierras agrícolas en el último siglo, permitiendo que ocupen menos del 15% de la superficie total de la Tierra.
Esto ha repercutido, también es cierto, en una explosión demográfica que ha aumentado el número de habitantes de 1.600 millones en 1900 a los impresionantes 7.000 millones de hoy. Pero gracias a los fertilizantes, la agricultura y la ganadería han alcanzado niveles tan importantes que sustentan a un tercio de los seres humanos del planeta, de lo contrario la tierra no sería lo suficientemente productiva.
