Remove ads
Un material explosivo, chamado tamén sinxelamente explosivo,[1] é unha substancia reactiva que contén unha gran cantidade de enerxía potencial que pode producir unha explosión se é liberada repentinamente, usualmente acompañada dunha produción de luz, calor, son, e presión nun périodo moi breve de tempo. Un explosivo é un artefacto máis ou menos sinxelo, habitualmente provisto dun mecanismo accionador e dun material que se expande. Unha carga explosiva é unha certa cantidade de material explosivo, que pode estar composto por un só ingrediente ou unha combinación de dous ou máis.
Hai moitos tipos de explosivo segundo a súa composición química. En xeral, os materiais explosivos deben cumprir dúas características principais:
- Son quimicamente inestables.
- O proceso de iniciación produce unha expansión súbita do material e un cambio de presión, tipicamente acompañados dun flash e un forte ruído: a explosión.
O explosivo máis antigo coñecido é a pólvora. No século XIX inventouse a nitroglicerina, que é moi inestable, e máis tarde Alfred Nobel perfeccionouna e inventou a dinamita, que é máis estable.
Os explosivos son perigosos, e hainos de moitos tipos que se poden facer con produtos caseiros, do tipo de combinar ácido clorhídrico con ácido acetilsalicílico.
Remove ads
_(cropped).jpg)
As antigas armas do estilo do fogo grego, antecesoras dos explosivos, teñen existido dende antigo, mais considérase que o primeiro explosivo amplamente usado en guerras e minería foi a pólvora negra, inventada na China.[2][3] Durante a dinastía Tang no século IX, os alquimistas da China taoísta trataban de atopar o elixir da inmortalidade.[4] No proceso, tropezaron coa invención da pólvora, feita de carbón, salitre e sulfuro en 1044. A pólvora foi a primeira forma de explosivo químico e contra 1161 os chineses empregaron explosivos por primeira vez en nun conflito armada.[5][6][7] Os chineses realizaron explosivos que disparaban tubos de bambú ou bronce. Tamén inseriron ratas dentro dos tubos de bambú para lanzar contra o inimigo, creando grandes ramificacións psicolóxicas, asustando os soldados inimigos e desbocando as cabalarías.[8] Este material era sensible á auga, e emitía unha gran cantidade de fume negro.
O primeiro explosivo versátil máis forte que a pólvora negra foi a nitroglicerina, inventada no 1847. Como a nitroglicerina era inestable, foi substituída por nitrocelulosa, pólvora sen fume, dinamita e gelignita (as dúas últimas, inventos de Alfred Nobel). Durante a primeira guerra mundial adoptouse o TNT nos proxectís de artillaría. E na segunda guerra mundial viuse un uso extensivo de novos explosivos que, con posterioridade, foron substituídos na súa maioría por explosivos modernos como o trinitrotolueno (TNT) e o C-4. Con todo, o C-4 e o PETN reaccionan co metal e prenden lume facilmente, aínda que ao contrario que o TNT, son resistente á auga e maleables.[9]
Amais, a crecente dispoñibilidade de produtos químicos ten permitido a construción de improvisados aparellos explosivos.
Remove ads
A clasificación das substancias explosivas de diferentes tipos pode efectuarse de moitos xeitos. Poden distinguirse explosivos químicos e exóticos.
Unha explosión é un tipo de reacción química espontánea que, unha vez iniciada, é impulsada tanto por un gran cambio exotérmico (gran liberación de calor) como por un gran cambio de entropía positiva (libéranse grandes cantidades de gases) ao pasar de reactivos a produtos, constituíndo un proceso termodinamicamente favorable ademais dun que se propaga moi rapidamente. Así, os explosivos son substancias que conteñen unha gran cantidade de enerxía almacenada en enlaces químicos. A estabilidade enerxética dos produtos gasosos e, polo tanto, a súa xeración provén da formación de especies fortemente unidas como o monóxido de carbono, o dióxido de carbono e o (di)nitróxeno, que conteñen fortes enlaces dobres e triplos con forzas de enlace de case 1 MJ/mol. En consecuencia, a maioría dos explosivos comerciais son compostos orgánicos que conteñen grupos -NO2, -ONO2 e -NHNO2 que, cando son detonados, liberan gases como o mencionado (por exemplo, nitroglicerina, TNT, HMX, PETN, nitrocelulosa).[10]
Un explosivo clasifícase como un explosivo baixo ou alto segundo a súa velocidade de combustión: os explosivos baixos arden rapidamente (ou deflagran), mentres que os explosivos altos detonan. Aínda que estas definicións son distintas, o problema de medir con precisión a descomposición rápida dificulta a clasificación práctica dos explosivos.
A mecánica dos explosivos tradicionais baséase na oxidación rápida do carbono e do hidróxeno sensible aos golpes a dióxido de carbono, monóxido de carbono e auga en forma de vapor. Os nitratos normalmente proporcionan o osíxeno necesario para queimar o carbono e o hidróxeno. Os explosivos altos adoitan ter o osíxeno, o carbono e o hidróxeno contidos nunha molécula orgánica, e os explosivos menos sensibles como o ANFO son combinacións de combustible e nitrato de amonio. Pódese engadir un sensibilizador como o aluminio en po a un explosivo para aumentar a enerxía da detonación. Unha vez detonada, a porción de nitróxeno da formulación explosiva emerxe como nitróxeno gas e óxidos nítricos tóxicos.
Ademais dos explosivos químicos, hai unha serie de materiais e métodos máis exóticos de causar explosións. Algúns exemplos inclúen os explosivos nucleares e o quecemento brusco dunha substancia ata un estado de plasma cun láser de alta intensidade ou arco eléctrico.
O quecemento con láser e arco úsase en detonadores láser, detonadores de cables de ponte en explosión e iniciadores de follas explosivas, onde se crea unha onda de choque e despois a detonación nun material químico explosivo convencional mediante o quecemento de arco láser ou eléctrico. Actualmente a enerxía eléctrica e láser non se usa na práctica para xerar a maior parte da enerxía requirida, senón só para iniciar reaccións.
Hai tres formas principais aceptadas de xeito xeral para clasificar os explosivos: por natureza, por sensibilidade e por utilización. Máis aínda, na clasificación é moi difícil e é frecuente atopar tipoloxías con base nun un grupo químico funcional e en nomes comerciais cando se trata de mesturas de substancias explosivas.
Substancias explosivas segundo a súa natureza explosiva
Deflagrantes
Son os explosivos nos que a reacción iníciase por mecanismos químicos tradicionais: activación termocinética. A velocidade destes no supera a velocidade do son (medida no medio explosivo, xa que, ó ser sólido ou líquido, é moi superior á do aire). A barreira do son modula a enerxía cedida, de xeito que non son moi potentes. O seu interese é pequeno: pirotecnia e algunhas aplicacións nas que se require baixa potencia.
Os propelentes considéranse subgrupo dos explosivos deflagrantes.
Exemplos:
- Pólvora negra
- Outras pólvoras ou explosivos que usan de oxidante o Nitrato de Potasio e o Clorato de Potasio polo xeral son deflagrantes.
Detonantes
A reacción neste grupo autoabastécese por unha onda de choque, supersónica (no medio que percorre), que activa ó explosivo ó ir chegando ó lugar no que está. Pola alta velocidade de reacción, son explosivos moi potentes. Nesta clase pódense incluír tódalas substancias explosivas seguintes:
Substancias explosivas por sensibilidade
Primarios
Son os explosivos que requiren cantidades mínimas de enerxía para activarse. Teñen un gran perigo e en xeral úsanse 'flegmatizados' (insensibilizados ou desensibilizados). De calquera xeito, a súa potencia é relativamente pequena en comparación coa dos demais subgrupos.
A enerxía liberada polos explosivos primarios na súa detonación nos casos máis comúns, representan calores de explosión arredor dos 1700 kJ/kg (400 kcal/kg), fronte a valores de 4000 kJ/kg, e superiores, típicos dos explosivos secundarios.
- Triioduro de amonio
- Fulminato de mercurio
- Fulminato de prata
- Azida de chumbo o nitruro de chumbo.
- Azida de prata
- Estifnato de chumbo o trinitroresorcinato de chumbo.
- Hexanitrato de manitol
- Acetiluro de prata
Secundarios
Responden con enerxías de activación intermedias (aínda que son abondo inhomoxéneos). As potencias son moi altas, na orde dos GW.
- Nitroglicerina Moi sensible. En xeral, aplícaselle un desensibilizador.
- Trilita ou TNT (Trinitrotolueno)
- Hexóxeno, RDX Ciclonita (trinitrofenilmetilnitramina)
- Pentrita, PT, PETN Tetranitrato de pentaeritrita
- Ácido pícrico ou TNP (Trinitrofenol)
- Picrato de amonio
- Tetranitrometano
- Octóxeno ou HMX (Ciclotetrametilentetranitramina)
- Nitrocelulosa
- Cloratita
Terciarios
Familia constituída case exclusivamente por NAFOS (nitrato de amonio e fuelóleo), é coñecida pola súa grande insensibilidade.
- ANFO (en inglés; correspondendo a NAFO en galego)
Substancias explosivas por utilización
- Iniciador
É un material enerxético, cunha enerxía de activación relativamente baixa, empregado para iniciar un explosivo secundario. Adoitan ser explosivos de alta sensibilidade (primarios) en combinación, de acordo ao impulso requirido: impacto, eléctrico ou térmico. Chámanse detonadores por estaren encartuchados comercialmente.
- Carga
É a masa base que estoupará e é obxecto do deseño da voladura. O iniciador é o responsable de iniciar a carga. Algunhas substancias poden non requirir iniciador: a pólvora, a nitroglicerina ou a pentrita inflámanse con relativa facilidade baixo a chama.
- Multiplicador
En ocasións a carga non detona co iniciador, polo que se require un explosivo intermedio que sexa sensible ao iniciador e á vez inicie a carga. Con moita frecuencia os ANFO requiren deste tipo de carga.
Remove ads
- Sensibilidade: refírese á facilidade coa que se pode acender ou detonar un explosivo, é dicir, a cantidade e intensidade de choque, fricción ou calor que se requiren. Cando se usa o termo sensibilidade, hai que ter coidado de aclarar que tipo de sensibilidade está en discusión. A sensibilidade relativa dun determinado explosivo ao impacto pode variar moito da súa sensibilidade á fricción ou á calor.
- Sensibilidade á iniciación: O índice da capacidade dun explosivo para iniciarse na detonación de xeito sostido. Defínese pola potencia do detonador que seguramente dirixe o explosivo a unha detonación continua e mantida. Fai referencia á escala Sellier-Bellot que consiste nunha serie de 10 detonadores, numerados do 1 ao 10, cada un dos cales corresponde a un peso de carga crecente. Na práctica, a maioría dos explosivos no mercado son sensibles como un detonador número 8, onde a carga corresponde a 2 gramos de fulminato de mercurio.
- Velocidade de detonación: é a velocidade coa que se propaga o proceso de reacción na masa do explosivo. A maioría dos explosivos mineiros comerciais teñen velocidades de detonación que oscilan entre os 1800 m/s e os 8000 m/s. Hoxe, a velocidade de detonación pódese medir con precisión. Xunto coa densidade é un elemento importante que inflúe no rendemento da enerxía transmitida tanto pola sobrepresión atmosférica como pola aceleración do chan. Por definición, un "baixo explosivo", como o po negro ou a pólvora sen fume ten unha taxa de queimadura de 171 a 631 m/s.[11] Pola contra, un "explosivo alto", xa sexa un primario, como un cable detonante, ou un secundario, como o TNT ou C-4, ten unha taxa de queima significativamente maior.[12]
- A estabilidade é a capacidade de almacenamento dun explosivo sen deterioración.
- O termo potencia ou rendemento aplicado a un explosivo refírese á súa capacidade para traballar. Na práctica defínese como a capacidade do explosivo para realizar o que se pretende na forma de entrega de enerxía (é dicir, proxección de fragmentos, explosión de aire, chorro de alta velocidade, choque subacuático, enerxía de burbullas etc.). A potencia ou rendemento explosivo avalíase mediante unha serie de probas a medida para avaliar o material para o seu uso previsto.
- Ademais da resistencia, os explosivos presentan unha segunda característica, que é o seu efecto esnaquizante ou brisura (da palabra francesa para "romper"), que se diferencia da súa capacidade total de traballo. Esta característica ten unha importancia práctica para determinar a efectividade dunha explosión en fragmentar cunchas, bombas, granadas e similares. A rapidez coa que un explosivo alcanza a súa máxima presión (potencia) é unha medida da súa brisura.
- A densidade de carga refírese á masa dun explosivo por unidade de volume.
- A volatilidade é a rapidez coa que se vaporiza unha substancia. A volatilidade excesiva a miúdo resulta no desenvolvemento de presión dentro de roldas de munición e na separación de mesturas nos seus compoñentes. A volatilidade afecta á composición química do explosivo de xeito que pode producirse unha redución marcada da estabilidade, o que resulta nun aumento do perigo de manipulación.
- Higroscopicidade: A introdución de auga nun explosivo é altamente indesexable xa que reduce a sensibilidade, a forza e a velocidade de detonación do explosivo. A higroscopicidade é unha medida das tendencias de absorción de humidade dun material. A humidade afecta negativamente aos explosivos ao actuar como un material inerte que absorbe a calor cando se vaporiza e ao actuar como un medio disolvente que pode provocar reaccións químicas non desexadas. A sensibilidade, a forza e a velocidade de detonación redúcense con materiais inertes que diminúen a continuidade da masa explosiva. Cando o contido de humidade se evapora durante a detonación, prodúcese un arrefriamento, o que reduce a temperatura de reacción. A estabilidade tamén se ve afectada pola presenza de humidade xa que a humidade promove a descomposición do explosivo e, ademais, provoca a corrosión do recipiente metálico do explosivo.
- Toxicidade: Moitos explosivos son tóxicos ata certo punto. A súa fabricación tamén pode producir compostos orgánicos ou materiais perigosos que requiren unha dedicación especial debido a riscos (como os canceríxenos). Os produtos de descomposición, os sólidos residuais ou os gases dalgúns explosivos poden ser tóxicos, mentres que outros son inofensivos, como o dióxido de carbono e a auga.
Remove ads
A legalidade de posesión ou uso de explosivo varía segundo a xurisdición. Varios países do mundo redactaron leis sobre explosivos e requiren licenzas para fabricar, distribuír, almacenar, empregar e posuír explosivos ou os seus ingredientes.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
Remove ads