Desde la invención de la nitroglicerina a mediados del siglo XIX, la gente ha estado tratando de encontrar formas más seguras de fabricar el explosivo líquido altamente inestable. Ahora, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología Química (ICT) en Pfintzal, Alemania, han ideado lo que podría ser el enfoque más seguro hasta la fecha: el uso de microrreactores para producir nitroglicerina de forma continua en lugar de en lotes. Esto no solo es más seguro, sino también más rápido, lo que facilita un aumento de diez veces en la tasa de producción.

La nitrogilcerina se fabrica añadiendo glicerol, un hidrocarburo simple con tres grupos hidroxilo, a una mezcla de ácido sulfúrico y ácido nítrico. La reacción es extremadamente exotérmica, pero si la temperatura es demasiado alta, en algún lugar por encima de los 30°C, por ejemplo, puede ocurrir una «fuga», lo que aumenta drásticamente el riesgo de explosión.

Por lo tanto, los fabricantes enfrían continuamente la mezcla de reacción y, en el proceso por lotes tradicional, agregan el glicerol gota a gota al ácido para dar tiempo a que el calor se disipe y mantenga un exceso de ácido, esencial para garantizar la nitración completa de todos los grupos hidroxilos.

«Esta es una química bastante anticuada», dice Stefan Löbbecke, subdirector de materiales explosivos de Fraunhofer ICT. Cambiar a un proceso continuo en un microrreactor significa trabajar con cantidades mucho más pequeñas, más seguras por varias razones. Hace que sea más fácil controlar la temperatura general y el grado de mezcla, lo que es importante para evitar variaciones de temperatura localizadas y «puntos calientes» peligrosos. También facilita el control de los productos de descomposición. Y en caso de que algo saliera muy mal, la explosión resultante sería mucho menor.

El microrreactor es un azulejo de polímero transparente del tamaño de una mano con un canal interno que serpentea a través del plano. El canal interno tiene dos entradas, pero solo una salida: los reactivos se unen al principio y luego se mezclan a medida que se mueven a través del microrreactor por turbulencia causada por un patrón complejo de surcos y crestas a los lados del canal.Para ampliar la producción, simplemente agregue más microrreactores en paralelo. Se podría usar un solo microrreactor para fabricar de 10 a 50 kg de nitroglicerina al día, dice Löbbecke. Pero su grupo ha experimentado con una producción de 2-3 toneladas por semana «numerando» los microrreactores.

Dicho esto, este no es un enfoque para la producción a granel de nitroglicerina. Los productos de baja calidad, principalmente para las industrias de minería y construcción, ya se pueden fabricar a granel a bajo costo. Donde este enfoque es una ventaja real, dice Löbbecke, es en la fabricación de cantidades más pequeñas de nitroglicerina y otros ésteres nítricos, de muy alta calidad para su uso en la industria farmacéutica. La nitroglicerina no solo es un explosivo poderoso, sino también un fármaco potente (a veces llamado trinitrato de glicerilo), ampliamente utilizado para tratar la angina y otros problemas cardíacos.

La seguridad mejorada del enfoque reduce los costos para el fabricante, al igual que la mayor tasa de producción. El enfoque de microrreactor ya se está utilizando industrialmente, aunque Löbbecke se negó a decir dónde debido a sensibilidades comerciales.