(El paso más difícil de la síntesis del amoníaco no ocurre en un matraz)
En 1908, el aparato de sobremesa de Haber y Le Rossignol podía producir unos 2 kilogramos de amoníaco al día. Funcionaba a entre 500 y 550 grados Celsius y a una presión de entre 100 y 200 atmósferas, y utilizaba un catalizador de osmio.
La molécula de nitrógeno es muy estable. Para que el nitrógeno reaccione con el hidrógeno, no basta con mezclar ambos gases. La temperatura, la presión y el catalizador deben actuar en conjunto; después, hay que separar el amoníaco producido, mientras que los gases de nitrógeno e hidrógeno que no hayan reaccionado siguen circulando.
Los experimentos ya han demostrado que el nitrógeno del aire puede fijarse para producir amoníaco. Pero aún quedaban muchos retos importantes antes de poder construir una planta capaz de producirlo de forma continua.
El primer obstáculo fue el catalizador. El osmio era escaso y no resultaba adecuado para una industria a gran escala. Entre 1909 y 1912, el equipo de Mittasch llevó a cabo una selección sistemática en BASF y probó más de 2.500 catalizadores. Al final, desarrolló un catalizador de hierro con varios componentes y promotores. La selección no consistía en elegir al azar un elemento más barato de la tabla periódica, sino en ajustar una y otra vez la composición y el método de preparación para lograr que la actividad, la vida útil y el coste industrial fueran aceptables al mismo tiempo. Lo que era «viable» en el laboratorio debía convertirse en materiales que pudieran comprarse y costearse en una fábrica.
El segundo obstáculo era más difícil de detectar: el hidrógeno a alta presión atacaba el acero. Los primeros reactores de acero dulce dejaban de funcionar tras unas 80 horas de operación debido a la descarburación. La solución de Bosch no fue simplemente engrosar las paredes de acero, sino añadir un revestimiento interior de hierro dulce y abrir canales entre las capas interior y exterior para que el hidrógeno que se filtrara pudiera escapar.
Al volver a pensar en la expresión «ampliar el experimento», queda claro que no es del todo precisa. Una instalación industrial no consiste en hacer un matraz diez mil veces más grande, sino en resolver de nuevo los problemas del catalizador, los materiales, la presión, el sellado y la circulación de gases. Si cualquiera de estos elementos no puede funcionar durante mucho tiempo, los prometedores resultados del laboratorio no salen de la fábrica. Esto también explica por qué el trabajo de Bosch no fue simplemente «complementar» los logros de Haber. El propio equipo de alta presión era una parte esencial de esta invención.
El 9 de septiembre de 1913, la planta de Oppau de BASF entró en funcionamiento, con una capacidad de 30 toneladas métricas de amoníaco al día. Delos aproximadamente 2 kilogramos diarios a las 30 toneladas métricas, lo que cambió no fue solo la cantidad, sino también la capacidad industrial de reproducir y mantener el proceso. Las materias primas debían entrar de forma continua, la reacción tenía que repetirse y los equipos debían resistir el paso del tiempo para que el producto pudiera salir de la fábrica de manera estable.
Más tarde, Haber recibió el Premio Nobel de Química de 1918 por la síntesis del amoníaco; Bosch, por su parte, compartió con Bergius el Premio Nobel de Química de 1931 por sus métodos químicos de alta presión. Entre ambos premios se extiende la distancia que separa una reacción científica de un sistema de ingeniería.
La síntesis del amoníaco acabó haciendo posible la producción de fertilizantes y también se utilizó para abastecer de nitratos durante la guerra. La tecnología no conduce a un único desenlace.
Lo más digno de recordar de esta invención no es que un genio encontrara de repente la respuesta, sino que muchas personas lograron convertirla en una máquina capaz de soportar altas presiones, sustituir materiales y funcionar día tras día. La invención salió del matraz gracias a todo ese trabajo paciente que vino después.