El experimento de Hennig Brand, el alquimista que soñaba convertir la orina en oro... y revolucionó el mundo

Brand había nacido hacia 1630 en una familia de comerciantes hamburgueses. Pronto comenzó a interesarse por la alquimia. Su primera esposa, Margaretha, había aportado al matrimonio una gran dote y él la invirtió en equipamiento de laboratorio. Retortas de vidrio importadas de Venecia, hornos de ladrillo refractario, balanzas de precisión...

Cuando Margaretha murió, en 1666, Brand había gastado toda su fortuna en perseguir la quimera de la transmutación alquímica. Pero Brand no se dio por vencido. Su segunda mujer, Anna, era viuda de un acaudalado cervecero. El cortejo fue rápido, casi una oferta de negocios. «Mi querida Anna –le escribió–, me encuentro al borde de descifrar el secreto que los sabios han buscado durante milenios. Con tu apoyo, podemos juntos alcanzar la gloria». Su matrimonio dio a Brand los recursos que necesitaba para emprender el experimento más absurdo y maloliente de la historia.

Brand se propuso recolectar suficiente orina humana para destilar las «virtudes doradas» que estaba convencido residían en ella –el oro era amarillo, la orina era amarilla; por lo tanto, la orina tenía que contener esencias doradas–. Para ello instaló receptáculos en barracones militares, tabernas... El problema de transportar 5500 litros de orina fresca hasta su laboratorio requería una logística impresionante. Brand empleó una red de carreteros, estableció horarios de recolección e incluso desarrolló un sistema de preservación química, añadiendo sal marina para prevenir la putrefacción.

1. Un pico inquietante

El fósforo es un recurso esencial e insustituible para la producción de alimentos: ya que está detrás de los fertilizantes fosfatados. Hoy nos enfrentamos al 'pico del fósforo', el momento en que la demanda mundial superará la capacidad de extraer nuevos depósitos. Como no hay sustituto para el fósforo en la agricultura, este pico podría disparar el precio de los alimentos y generar tensiones geopolíticas porque la mayor parte de las reservas está concentrada en unos pocos países como Marruecos. Pero también hay esperanza. Los científicos están desarrollando métodos para obtener fósforo de fuentes no tradicionales: de aguas residuales, de cenizas de huesos.

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El proceso que Brand desarrolló comenzaba dejando fermentar la orina durante semanas hasta que desarrollaba un olor intenso, lo que corresponde a la conversión de urea en amoniaco mediante bacterias. Luego destilaba repetidamente este líquido nauseabundo, concentrando gradualmente los residuos sólidos hasta obtener una pasta que sometía a altas temperaturas.

Después de meses, Brand había reducido sus cinco toneladas originales de orina a unos dos litros de residuo concentrado con la consistencia de una papilla. Mientras aquel mejunje borboteaba en el horno, Brand observó una serie de fenómenos que vio como prometedores. Primero, vapores de colores extraños –verdes, púrpuras, dorados–. Luego, un líquido viscoso empezó a condensarse, pero no era el oro líquido que Brand esperaba. Era una sustancia blanquecina y cerosa, unos 120 gramos de material obtenido de todo aquel esfuerzo.

Brand estaba a punto de aceptar su fracaso cuando decidió examinar el residuo después de que se enfriara. La sustancia brillaba en la oscuridad con una luz de color verde-azulado que parecía emanar de su interior. Lo que Brand estaba observando –aunque no podía saberlo– era la oxidación lenta del fósforo blanco al exponerse al oxígeno del aire, un proceso que libera energía en forma de luz visible. Pero Brand también observó algo aún más perturbador: cuando expuso pequeñas cantidades de la sustancia al aire, se inflamaba espontáneamente con llamas brillantes que producían un humo denso. Descubrió que podía usar aquella sustancia para encender fuegos. Solo necesitaba raspar una pequeña cantidad. Acababa de inventar las cerillas.

Brand guardó el secreto de su hallazgo con la astucia de un mercader para tratar de venderlo por una suma que le devolviera al menos parte de la fortuna gastada. Decidió usar un intermediario: Johann Daniel Kraft, un comerciante alemán que vendía fórmulas para vidrios de colores, tintes textiles... Brand vendió su proceso completo a Kraft por 200 táleros y se desquitó en parte de sus deudas, aunque en aquella época ni se hacían patentes ni se protegía la propiedad intelectual. Kraft comenzó a comercializar el fósforo en las cortes europeas como una curiosidad.

Fue a través de Kraft como Robert Boyle, el filósofo natural inglés, obtuvo acceso al secreto del fósforo. Boyle no se contentó con reproducir el proceso de Brand, lo mejoró y lo publicó de manera que otros investigadores pudieran replicarlo. En 1680, Boyle publicó Aerial noctiluca, un tratado que describe el proceso de producción de fósforo y proporcionaba la primera descripción científica sistemática de sus propiedades, estableciendo el precedente para lo que se convertiría en la práctica moderna de publicación científica abierta.

Antoine Lavoisier, el aristocrático químico francés que perdería la cabeza en la guillotina durante la Revolución francesa, fue quien finalmente explicó qué había descubierto realmente Brand. Lavoisier demostró que el fósforo era un elemento simple: una sustancia fundamental que no podía descomponerse. Esta revelación destrozó la cosmología alquímica. Durante siglos, los alquimistas habían creído que todos los metales eran variaciones de una «materia prima» común, y que era posible transformar uno en otro ajustando proporciones de elementos aristotélicos: tierra, agua, aire, fuego. Pero Lavoisier demostró que las sustancias elementales eran inmutables. No había transmutación porque el fósforo era fósforo, el hierro era hierro, el oro era oro, punto final.

Lavoisier usó el fósforo de Brand como una de sus herramientas para desarrollar la química moderna. Quemaba fósforo en recipientes cerrados y medía el peso antes y después de la combustión. Estos experimentos le permitieron formular la ley de conservación de la masa: «Nada se crea, nada se destruye, todo se transforma». Pero Lavoisier no era solo químico; era también un odiado recaudador de impuestos. Cuando llegó la Revolución, a los 50 años, Lavoisier subió al cadalso. El fiscal revolucionario declaró: «La República no necesita científicos».

El fósforo está en la esencia de la vida: cada molécula de ADN en tu cuerpo es como una escalera de caracol donde los peldaños están hechos de bases nitrogenadas, pero la 'barandilla' que mantiene toda la estructura unida está hecha de grupos de fosfato. Pero hay más: el ATP (trifosfato de adenosina), la batería de todas las células vivas, debe su poder a los enlaces de fósforo que se rompen para liberar energía. Cada vez que contraes un músculo, piensas en algo, estás usando la química del fósforo. Además, el fósforo se ha convertido en uno de los elementos indispensables de la civilización. La agricultura moderna depende de él. Los fertilizantes fosfatados alimentan a más de la mitad de la población mundial. En medicina, el isótopo radiactivo fósforo-32 se usa en terapias contra el cáncer.

Pero también tiene un lado oscuro. Los organofosforados son algunos de los venenos más letales. Durante la Primera Guerra Mundial, los alemanes desarrollaron gases nerviosos basados en fósforo. Y los nazis crearon accidentalmente el gas sarín mientras investigaban nuevos insecticidas. La historia de Brand revela algo profundo que más tarde plasmaría el filósofo Karl Popper: «La ciencia no progresa por verificación de teorías correctas, sino por refutación de teorías erróneas. Nuestros errores son tan instructivos como nuestros aciertos».