Carl Bosch: O engenheiro que alimentou metade do mundo

Aproximadamente um terço de todos os alimentos cultivados na Terra a cada ano dependem da amônia produzida por uma única reação industrial, e essa reação sustenta quase metade das pessoas vivas atualmente. Fritz Haber demonstrou-a em uma bancada. Carl Bosch – um metalurgista treinado que se juntou a uma empresa de tintas como químico júnior – é a razão pela qual ela existe na escala de um continente em vez de apenas em uma prateleira de laboratório.

Colônia, metal e máquinas

Nasceu em Colônia em 27 de agosto de 1874, filho de Carl Friedrich Alexander Bosch, um próspero fornecedor de gás e encanamento, e sobrinho de Robert Bosch, o pioneiro das velas de ignição cujo nome ainda estampa peças de automóveis. O comércio da família importava. Onde a maioria dos grandes químicos da época chegava à indústria a partir da ciência pura, Bosch chegou à ciência a partir de tubos, válvulas e pressão.

Sua educação formal reflete a mesma vida dupla. A partir de 1894, estudou metalurgia e engenharia mecânica na Königlich Technische Hochschule em Charlottenburg, a instituição que se tornou a Universidade Técnica de Berlim. Só então mudou para a química, transferindo-se para a Universidade de Leipzig para trabalhar sob a orientação de Johannes Wislicenus e obtendo seu doutorado em química orgânica em 1898. Ele era, em outras palavras, um engenheiro mecânico que aprendeu química em segundo lugar – uma inversão que se provaria decisiva. Casou-se com Else Schilbach em 1902; tiveram um filho e uma filha.

Um emprego de nível inicial na BASF

Em 1899, ingressou na Badische Anilin- und Sodafabrik, então a maior empresa química e de tintas da Alemanha, começando por baixo. Suas primeiras tarefas envolveram o índigo sintético, o negócio de tintas que foi a fortuna da BASF. O nitrogênio veio depois, e chegou como uma emergência nacional em câmera lenta: a agricultura europeia dependia do nitrato chileno importado, e qualquer observador sério entendia que o fornecimento era finito e, em tempo de guerra, passível de ser cortado por qualquer marinha que assim o desejasse.

Fritz Haber resolveu a química entre 1908 e 1909, demonstrando que o nitrogênio atmosférico e o hidrogênio poderiam ser combinados em amônia sobre um catalisador em alta temperatura e pressão muito alta. O que Haber tinha era um aparelho de bancada produzindo gotas. O que o mundo precisava era de toneladas.

O problema da tradução

Entre 1909 e 1913, Bosch realizou um dos grandes atos de tradução na história industrial. Quase nada da demonstração de Haber sobreviveu ao contato com a escala, e cada falha era uma disciplina separada.

Os catalisadores foram a primeira barreira. Como diz o relato da Fundação Nobel, "os catalisadores de Haber, ósmio e urânio, tiveram que ser substituídos por uma substância de contato que fosse mais barata" – sendo o ósmio um dos metais mais raros da Terra e o urânio ruinoso. A equipe de Bosch conduziu uma enorme pesquisa empírica e chegou ao ferro puro com promotores e aditivos, uma solução ainda em uso.

Então veio o maquinário, que não tinha precedente algum. Ele teve que projetar compressores que pudessem manter centenas de atmosferas continuamente em vez de brevemente; fornos de alta pressão que não falhassem catastroficamente; um suprimento de hidrogênio puro e barato o suficiente para alimentar uma fábrica dia e noite; e um sistema para separar e manusear a amônia no final do processo. Cada um desses era, em 1910, um problema não resolvido de materiais e engenharia mecânica, em vez de química, e a formação de Bosch em Charlottenburg em metais e máquinas é precisamente a razão pela qual ele pôde vê-los como tal.

A primeira fábrica de nitrogênio abriu em Oppau em 1913. A Leunawerke, muito maior, perto de Merseburg, seguiu-se em 1917. Juntas, transformaram um resultado científico em um ativo estratégico, e o processo Haber-Bosch – que hoje produz na ordem de 100 milhões de toneladas de fertilizante nitrogenado por ano e consome mais de um por cento de toda a energia que a humanidade gera – tornou-se a base invisível da agricultura moderna e da Revolução Verde que se seguiu.

Alta pressão como método geral

A verdadeira percepção de Bosch foi que o vaso de pressão não era uma solução única para a amônia, mas uma ferramenta de propósito geral. Após a Primeira Guerra Mundial, ele estendeu a mesma engenharia de alta pressão para a síntese de metanol, para o processo Bosch-Meiser de fabricação de ureia e para a hidrogenação do carvão em combustível líquido usando o processo de Friedrich Bergius. Este foi o argumento que o Prêmio Nobel de Química de 1931 reconheceu quando foi concedido conjuntamente a Bosch e Bergius "por suas contribuições à invenção e ao desenvolvimento de métodos químicos de alta pressão" – o primeiro Nobel em química concedido a engenheiros por engenharia.

Ele ascendeu de acordo: Diretor Geral da BASF em 1919, diretor da I.G. Farbenindustrie em sua formação em 1925, presidente do conselho de administração a partir de 1935 e Presidente da Sociedade Kaiser Wilhelm a partir de 1937. As honrarias acumularam-se – a Medalha Liebig em 1919, um doutorado honorário de Karlsruhe em 1918, o Anel Werner von Siemens em 1924, a Medalha Bunsen, a Medalha Wilhelm Exner em 1932.

Por que Carl é chamado de gênio

A faculdade em questão não é o insight teórico; Bosch não descobriu nenhuma lei da natureza, e ele nunca alegou tê-lo feito. É algo mais raro e difícil de nomear: a capacidade de manter todo um sistema industrial na cabeça de uma vez, e ver que um resultado químico é, na verdade, um problema de metalurgia, um problema de compressor, um problema de pureza de gás e um problema de gestão térmica vestindo um jaleco de químico. Ele não simplesmente aumentou o aparelho de Haber. Ele reconstruiu cada componente a partir dos primeiros princípios, em materiais que ainda não existiam de forma confiável, sob um prazo determinado.

O comitê do Nobel honrou-o por inventar a química de alta pressão como método, não por um único produto. Membros da Institution of Chemical Engineers elegeram Bosch e Haber conjuntamente como os engenheiros químicos mais influentes de todos os tempos. E a aritmética simples – um terço dos alimentos do mundo, metade da população mundial – é o tipo de reivindicação geralmente reservada para civilizações, e não para indivíduos.

O contra-argumento merece ser mencionado. A química subjacente era de Haber, e o Nobel de Bosch foi pela escala, não pela descoberta; uma escola de pensamento sustenta que isso é ofício, por mais magnífico que seja, em vez de intelecto. O legado também não é limpo. Ele construiu e depois liderou a IG Farben, o vasto cartel que em dezembro de 1933 aceitou garantias de preços e compras do governo de Hitler para expandir o petróleo sintético. E o seu processo agora consome mais de um por cento da energia mundial e inunda a biosfera com nitrogênio reativo. Gênio aqui é real e não é a mesma coisa que inocência.

A longa derrota

A última década foi sombria. Bosch acreditava na cooperação científica internacional aberta e no controle estatal mínimo da pesquisa, posições que eram insustentáveis na Alemanha nazista. Ele se opôs às políticas autárquicas e repressivas do regime a partir de 1933 e foi um crítico declarado do seu antissemitismo, e foi constantemente marginalizado por isso – sua presidência em 1935 era em grande parte cerimonial, e ele foi progressivamente destituído de autoridade. Ele caiu em depressão e alcoolismo e morreu em Heidelberg em 26 de abril de 1940.

Suas consolações sempre estiveram em outro lugar: ele era um ávido colecionador de insetos, minerais e gemas, emprestou exemplares de meteoritos e minerais para Yale que o Smithsonian acabou comprando, e mantinha um observatório privado. O asteroide 7414 Bosch leva seu nome. É um memorial apropriado para um homem que passou sua vida profissional provando que o céu podia ser colhido.