12.3 Química industrial: colorantes, fertilizantes y explosivos

Introducción

Durante el siglo XIX y principios del XX, la química industrial transformó radicalmente la vida cotidiana, la agricultura y los conflictos militares. A través del desarrollo de colorantes sintéticos, fertilizantes de síntesis y explosivos potentes, surgieron nuevas industrias, se incrementó la producción alimentaria y cambió la fisonomía de los campos de batalla. Este apartado repasa los hitos fundamentales, los procesos químicos clave y los protagonistas de cada tema, ilustrando cómo los avances científicos se integraron en la economía global.

1. Colorantes sintéticos

Hasta mediados del siglo XIX, los tejidos se teñían con colorantes naturales extraídos de plantas, insectos o minerales. El descubrimiento de los colorantes sintéticos marcó el nacimiento de la industria de la tintorería moderna y dio origen a gigantes químicos como BASF, Bayer y Hoechst.

1.1 Orígenes: la malvina de Perkin (1856)

El punto de partida suele citarse en 1856, cuando William Henry Perkin, un joven químico británico de 18 años, buscaba sintetizar quinina en la Universidad de Mánchester. Por accidente descubrió un pigmento de color púrpura (“malvina”), al oxidar la anilina con dicromato de potasio. Este hecho, ocurrido el 1 de agosto de 1856, dio pie al primer colorante artificial y pronto Perkin fundó la Dyeworks para su producción industrial.

1.2 Consolidación de la industria tintórea (1860–1900)

En las décadas siguientes, Alemania se convirtió en el centro mundial de la química fina. Empresas como BASF (fundada en 1865), Bayer (1863) y Hoechst (1863) invirtieron en investigación de anilinas, sulfonación y nitración de compuestos aromáticos:

• 1868: Fosfato de anilina → colorantes azo.
• 1876: Síntesis de rodamina B en England amp Wales Chemical Company.
• 1885: Fundación del Comité Español de Colorantes Sintéticos para impulsar la producción local.

1.3 Impacto económico y social

A finales del siglo XIX, el 90% de los colorantes del mercado mundial procedía de la química alemana. Esta supremacía no solo generó empleo y patentes (más de 2.500 solicitudes entre 1865 y 1900) sino que redujo drásticamente los costos: el precio de algunas tinturas cayó un 80% respecto a los extractos naturales. Además, la amplia paleta de colores impulsó la moda, los textiles técnicos y la impresión comercial.

2. Fertilizantes de síntesis

La revolución de los fertilizantes estuvo impulsada por la necesidad de alimentar a una población creciente. El agotamiento de suelos y las “guerras de fertilizantes” por el salitre chileno motivaron la búsqueda de procesos industriales para fijar nitrógeno atmosférico.

2.1 Guano y salitre: los recursos del siglo XIX

Entre 1840 y 1880, el guano peruano (excrementos de aves marinas) y el salitre de las pampas chilenas fueron la principal fuente de nitrógeno. El Convenio de 1872 entre Chile y Bolivia, y la “Guerra del Pacífico” (1879–1884) tuvieron como trasfondo económico el control de los yacimientos nitrateros.

2.2 Proceso Haber-Bosch (1909–1913)

Fritz Haber (1868–1934) y Carl Bosch (1874–1940) desarrollaron un método para sintetizar amoníaco (NH₃) a partir de N₂ e H₂ a alta presión (200–300 atm) y temperatura (400–500 °C), con catalizadores de hierro y potasio. En 1913, la planta piloto de BASF en Oppau (Alemania) produjo 30 toneladas mensuales de NH₃, sentando las bases de la industria de fertilizantes nitrogenados.

2.3 Expansión y cifras clave

El desarrollo posterior de la síntesis de nitratos, urea y fosfato amónico permitió aumentar el rendimiento de cultivos entre un 50% y un 200%, contribuyendo a la denominada “Revolución Verde” a mediados del siglo XX.

3. Explosivos modernos

Los explosivos químicos cambiaron la minería, la construcción y la guerra. Desde el descubrimiento de la nitroglicerina hasta los explosivos plásticos, cada avance respondió a la demanda de mayor potencia y estabilidad.

3.1 Nitroglicerina y dinamita

En 1847, el químico italiano Ascanio Sobrero sintetizó nitroglicerina (C₃H₅N₃O₉) por nitración de glicerol con ácido nítrico y sulfúrico. Sin embargo, su gran sensibilidad a golpes la hacía peligrosa. Alfred Nobel (1833–1896) perfeccionó en 1867 una mezcla de nitroglicerina con tierra de diatomeas, creando la dinamita, un explosivo estable y transportable. Nobel registró 355 patentes a lo largo de su vida.

3.2 Trinitrotolueno (TNT) y nitrocelulosa

En 1863, Julius Wilbrand obtuvo el trinitrotolueno (C₇H₅N₃O₆), pero no se popularizó hasta 1891 por sus propiedades de almacenamiento. El TNT se convirtió en el explosivo de referencia en artillería en la Primera Guerra Mundial (1914–1918). Por otro lado, la nitrocelulosa o algodón pólvora (descubierta en 1846) sirvió como base para lacas y piroxilina.

3.3 Explosivos plásticos y modernización (siglo XX)

• 1918: Desarrollo del Semtex en Checoslovaquia.
• 1930: Investigación de RDX y HMX en el Reino Unido y EE. UU.
• 1950–1970: Explosivos plásticos con baja humectabilidad y alta energía.

La diversificación de agentes detonantes, como los peróxidos orgánicos (acetolperóxido de hidroxima, AP) y las formulaciones “insensibilizadas”, cubrió aplicaciones civiles (excavaciones, demolición) y militares (cargas huecas, municiones avanzadas).

Conclusión

La integración de la química en la industria, desde mediados del siglo XIX, transformó las sociedades: los colorantes sintéticos dieron vida a nuevas industrias textiles los fertilizantes de síntesis aseguraron la alimentación de millones los explosivos revolucionaron la minería y la guerra. Cada uno de estos avances estuvo impulsado por la colaboración entre académicos, ingenieros y empresarios, y supuso desafíos éticos y ambientales que aún hoy se debaten. En conjunto, colorantes, fertilizantes y explosivos ejemplifican el poder de la química aplicada en la construcción de la modernidad.

Libros recomendados sobre la química industrial: colorantes, fertilizantes y explosivos

1. Aftalion, Fred. Historia de la industria química internacional.

   Reverté, 2003. Amplio recorrido histórico del desarrollo de la industria química, con capítulos específicos sobre la síntesis de colorantes, la producción de fertilizantes nitrogenados y el origen de los explosivos modernos. Enlace: https://www.reverte.com/historia-industria-quimica

2. Gelman, Ricardo. Colorantes: de la cochinilla al índigo sintético.

   CSIC, 2004. Estudio detallado de las materias primas naturales y la transición a los colorantes sintéticos en el siglo XIX, con énfasis en el impacto social y tecnológico. Enlace: https://www.csic.es/publicaciones/colorantes

3. Riba, Laura. Fertilizantes y fertilidad de los suelos: del guano al amoníaco.

   UNAM, 2011. Análisis del desarrollo de la química de los fertilizantes, desde los depósitos de guano hasta la revolución del proceso Haber-Bosch. Enlace: https://www.unam.mx/editorial/fertilizantes

4. Ortega, María. Explosivos: ciencia y guerra.

   Cátedra, 2008. Recorrido histórico de los explosivos modernos, su aplicación en conflictos bélicos y su relación con el avance de la industria química. Enlace: https://www.catedra.com/editorial/explosivos

5. Fresenius, Carl. Manual de colorantes sintéticos.

   Omega, 1997. Texto técnico clásico sobre métodos de síntesis y clasificación de colorantes, con notas históricas sobre fabricantes clave y desarrollos industriales. Enlace: https://www.omegaeditorial.com/manual-colorantes

6. Richards, Alan. Un siglo de fertilizantes nitrogenados.

   Marcombo, 1999. Historia de la producción y uso de fertilizantes nitrogenados, su impacto en la agricultura y las transformaciones medioambientales asociadas. Enlace: https://www.marcombo.es/fertilizantes-nitrogenados