Explosivos
| ||||||
Explosivos. compuestos o mezclas de compuestos químicos que arden o se descomponen rápidamente generando grandes cantidades de gas y calor, y los consiguientes efectos de presión repentinos.
En tiempos de paz los explosivos se utilizan principalmente para voladuras en minería y en cantería, aunque también se emplean en fuegos artificiales, en aparatos de señalización y para hacer remaches y moldear metales. Los explosivos se utilizan también como propulsores para proyectiles y cohetes, como cargas explosivas para la demolición, y para hacer bombas y minas.
Sumario
Historia
El primer explosivo conocido fue la pólvora, llamada también polvo negro. Se empezó a utilizar hacia el siglo XIII y fue el único explosivo conocido durante siglos. Los nitratos de celulosa y la nitroglicerina, ambos descubiertos en 1846, fueron los primeros explosivos modernos. Desde entonces, nitratos, compuestos de nitrógeno, fulminatos y azidas han sido los principales compuestos explosivos utilizados por separado o mezclados con combustibles y otros agentes. El trióxido de xenón, que fue el primer óxido explosivo, se desarrolló en 1962.
Utilización
En tiempos de paz los explosivos se utilizan principalmente para voladuras en minería y en cantería, aunque también se emplean en fuegos artificiales, en aparatos de señalización y para hacer remaches y moldear metales.
Los explosivos se utilizan también como propulsores para proyectiles y cohetes, como cargas explosivas para la demolición, y para hacer bombas y minas.
Características de los explosivos
Los explosivos se agrupan en dos tipos principales, los explosivos bajos, que arden a velocidades de centímetros por segundo, y los explosivos altos, rompedores o instantáneos, que experimentan la detonación a velocidades de 914 a 9.140 metros por segundo.
Los explosivos tienen otras características importantes, que determinan su uso en aplicaciones específicas. Entre esas características están la facilidad con la que pueden ser detonados y su estabilidad en determinadas condiciones de temperatura y humedad.
El efecto despedazador o potencia rompedora de un explosivo depende de la velocidad de detonación. Algunos de los explosivos altos más modernos, con una velocidad de detonación de 9.140 m/s, son extremamente eficaces para la demolición militar y para ciertos tipos de voladuras. Sin embargo, en cantería y en minería, donde el objetivo es desalojar grandes piezas de roca o mineral, se deben emplear explosivos con una velocidad de detonación más baja y con una potencia rompedora menor.
Los explosivos utilizados como propulsores en fusiles y cañones deben arder aún más lentamente, pues han de proporcionar un impulso creciente al proyectil dentro del cañón del arma, en lugar de producir una sacudida instantánea que, si fuera demasiado fuerte, destrozaría el arma.
Para iniciar la detonación de explosivos altos menos sensibles se utilizan tipos especiales de explosivos sensibles al calor o al impacto y con una capacidad rompedora moderada. Los explosivos altos se suelen mezclar con materiales inertes que reducen su sensibilidad y su potencia rompedora; es el caso de la dinamita.
Tipos de explosivos
Ulsores
En general, se utilizan dos tipos de explosivos para la propulsión de los proyectiles en armas de fuego y cohetes, y ambos se denominan normalmente con el nombre genérico de pólvora sin humo.
El término es correcto en el caso de un explosivo bajo, el nitrato de celulosa gelatinizado. Al otro tipo de pólvora sin humo, que consiste en una mezcla de nitrato de celulosa y un explosivo alto como la nitroglicerina, se le conoce correctamente como pólvora de doble base o pólvora compuesta.
Un explosivo común de doble base es la cordita, que contiene de un 30 a un 40% de nitroglicerina y una pequeña cantidad de vaselina como estabilizador. El término pólvora sin humo aplicado a otro tipo de explosivos es incorrecto, pues ni está libre de humo cuando explota, ni se encuentra en forma de polvo.
La velocidad a la que arde cualquier tipo de pólvora sin humo está controlada por la forma de los granos. Puesto que estos arden desde la superficie hacia dentro, es posible producir granos que ardan progresivamente más despacio o más rápido, dependiendo de su forma y dimensiones.
Por ejemplo, los granos esféricos tienen superficies progresivamente menores conforme arden, y por lo tanto arden paulatinamente más despacio. Este tipo de pólvoras se utilizan en armas pequeñas de cañón corto, como las pistolas.
Explosivos altos
Existe un gran número de explosivos que deben su poder destructor a la detonación. Algunos, como por ejemplo el TNT o trinitrotolueno, poseen una gran resistencia al impacto o fricción, y pueden ser manejados, almacenados y utilizados con cierta seguridad. Otros, como la nitroglicerina, son tan sensibles que siempre se encuentran mezclados con un desensibilizante por motivos prácticos. Es frecuente mezclar explosivos de distintos tipos para conseguir unas características deseables.
Durante la I Guerra Mundial, el TNT fue el explosivo alto más utilizado, pero después de la I y durante la II Guerra Mundial, se desarrolló un gran número de explosivos altos totalmente eficaces.
Entre los más importantes se encuentran
- La ciclonita
- El tetranitrato de pentaeritrita.
La ciclonita, llamada también RDX, se utiliza en detonadores. Mezclada con TNT y cera se utiliza en bombas. Existe una mezcla similar llamada torpex, que contiene aluminio y tiene un efecto bajo el agua aproximadamente un 50% mayor que el del TNT. Para cargas de demolición se utiliza una composición plástica que contiene ciclonita y un explosivo plástico.
El tetranitrato de pentaeritrita, llamado también PETN, tiene unas características similares a las de la ciclonita, y se mezcla con TNT para formar el explosivo pentolita. También forma la parte central de las mechas explosivas primacord utilizadas en las cargas detonadoras de demolición y en las cargas impulsadoras utilizadas en voladuras.
A partir de 1955 se introdujeron dos tipos de explosivos altos que han sustituido ampliamente a la dinamita, patentada por el químico e inventor sueco Alfred Nobel en 1867. Uno de ellos consiste en una mezcla de nitrato de amonio y aceite combustible, es muy económico y tiene una fuerza explosiva un 25% mayor que la del TNT.
Los denominados explosivos de pasta aguada, que también se utilizan en voladuras, son mezclas que contienen suficiente agua para formar un material que se puede cargar fácilmente.
Nadores
Para las cargas detonantes de los explosivos comparativamente insensibles, se usan compuestos que detonan por sí mismos bajo el efecto de un impulso mecánico moderado o del calor, con fuerza suficiente para hacer estallar la carga principal.
Durante muchos años, el fulminato de mercurio, Hg(ONC)2, fue el principal compuesto empleado para este propósito, ya fuera solo o mezclado con otras sustancias como clorato de potasio. Sin embargo, su fabricación es peligrosa y no puede ser almacenado a altas temperaturas sin descomponerse. Además, el mercurio puede ser difícil de obtener en tiempo de guerra.
Como resultado de todo ello, el fulminato ha sido sustituido casi por completo en los detonadores comerciales y militares por la azida de plomo, PbN6, el diazodinitrofenol y el hexanitrato de manitol. Estos iniciadores se usan conjuntamente con una carga de ciclonita o PETN, materiales que han reemplazado ampliamente al tetril trinitrofenilmetilnitramina utilizado anteriormente.
Estos explosivos sensibles tienen gran potencia rompedora y gran fuerza explosiva. También se utilizan frecuentemente como cargas multiplicadoras, entre el detonador y la carga principal de explosivo alto, en granadas grandes y en bombas. Una cápsula explosiva es una pequeña carga de un detonador que se incrusta en dinamita y se prende con una mecha ardiendo o con una chispa.
Explosivos de seguridad
En la minería del carbón, el uso de los explosivos altos ordinarios es peligroso debido a la posibilidad de prender los gases o el polvo de carbón suspendido que puedan estar presentes en el subsuelo.
Para realizar voladuras en estas condiciones se han desarrollado tipos especiales de explosivos de seguridad que minimicen el riesgo de incendios o explosiones, produciendo llamas relativamente frías y que duran poco tiempo.
Los tipos de explosivos de seguridad aprobados para trabajar en minas de carbón son principalmente mezclas de nitrato de amonio con otros ingredientes como nitrato de sodio, nitroglicerina, nitrato de celulosa, nitroalmidón, material carbónico, cloruro de sodio y carbonato de calcio.
Existe otro tipo de carga para voladuras utilizada en minería, que se está imponiendo porque no produce ningún tipo de llama. Esta carga es un cilindro de dióxido de carbono líquido que puede ser convertido en gas casi de forma instantánea por medio de un elemento calorífico interno.
Una parte del cilindro contiene un precinto quebradizo a través del cual se puede expandir el gas. La carga de dióxido de carbono no es un explosivo real, y más que emitir calor, lo absorbe. Tiene la ventaja adicional de que la fuerza de la explosión puede ser dirigida a la base del agujero donde está colocada la carga, disminuyendo así el destrozo del carbón.
