Hacer pólvora es un poco como cocinar, excepto más explosivo. Los fabricantes de pólvora en los siglos XIV y XV usaron polvo negro traído a Europa desde China, luego mezclaron sus tres ingredientes uno por uno: salitre (también conocido como nitrato de potasio), carbón y azufre. Pero también hicieron algunas improvisaciones de chef, incluido un chorrito de brandy, vinagre o barniz.
Ahora, un grupo de expertos de la Academia Militar del Ejército de EE. UU. En West Point ha recreado estas recetas medievales y ha probado la pólvora artesanal en una réplica de un cañón. Descubrieron que la pólvora temprana requería mucha experimentación para hacerlo bien, y eso les da una idea de cómo los fabricantes de bombas de hoy en día podrían estar usando métodos similares de prueba y error para ensamblar dispositivos explosivos.
El proyecto comenzó cuando el profesor de historia de West Point, Cliff Rogers, estaba mirando a través del Feuerwerkbuch (Alemán para "libro de fuegos artificiales"), una colección de manuscritos anónimos. Rogers dice que el Feuerwerkbuch es un manual práctico para maestros artilleros, que analiza cómo procesar los ingredientes para la pólvora, cómo hacerla y cómo cargar y disparar un cañón. Los manuscritos se reunieron durante varias décadas cuando la tecnología de la pólvora y la artillería cambiaba rápidamente; el libro incluía recetas desde el año 1336 hasta su publicación en 1420 y usaba términos descriptivos como “común”, “mejor” y “aún mejor” para describir las propiedades combustibles de cada mezcla.
Rogers le pidió a su colega Dawn Riegner, profesora de química, que verificara una receta que incluía una proporción inusual de azufre, salitre y carbón. "El objetivo principal era verificar la interpretación de una receta en particular que simplemente parecía incorrecta", dice Riegner, quien fue el autor principal del artículo del equipo, publicado este mes en la revista. ACS Omega. El problema resultó ser un error de traducción, no científico, pero que despertó su interés. "Entonces se convirtió en: Bueno, ¿qué pasa con todos estos otros ingredientes que los artilleros medievales estaban poniendo, y cuál fue el proceso de pensamiento?" Dice Riegner. “¿Sabían estas personas que no tienen títulos de química lo que estaban haciendo? ¿Tenían una hipótesis sobre lo que estos nuevos ingredientes harían por ellos, o cómo les ayudaría mezclarlos? "
Riegner y Rogers decidieron recrear estas primeras recetas y averiguar si aún funcionarían. Riegner trabajó en su laboratorio de química con su hija, una estudiante de ingeniería en el Instituto de Tecnología Stevens, que estaba en casa durante la pandemia de Covid-19 el año pasado. “Comenzamos a mezclar los ingredientes en el laboratorio, comenzamos juntos con las mezclas secas”, recuerda. "Y luego, cuando sea necesario, cuando se exprese en la receta, también agregaríamos diferentes soluciones húmedas, ya sea agua, barniz o vinagre".
Una vez que obtuvieron un producto final, el equipo de madre e hija colocó el material en una cámara que contenía oxígeno puro para probar la "calorimetría de bomba" de la pólvora, que es una medida de la cantidad de energía térmica producida por su ignición. Tessy Richie, química en jefe de West Point, analizó los residuos químicos del laboratorio y las pruebas de campo.
Riegner dice que esta parte del proyecto se topó con algunos obstáculos. Los ingredientes utilizados en el laboratorio eran de calidad científica, lo que significa que eran extremadamente puros. Pero el azufre y el nitrato de potasio utilizados en los siglos XIV y XV habrían estado más contaminados. Esa podría haber sido una de las razones por las que los cocineros de pólvora agregaron ingredientes adicionales: el equipo descubrió que, con el tiempo, las recetas comenzaron a usar mayores cantidades de azufre para reemplazar el salitre más caro, que era difícil de obtener. El azufre necesitaba ser purificado, de ahí el uso de otros aditivos, dice Riegner.
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