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• Miguel Sisniegas

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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA SEDE VIÑA DEL MAR QUÍMICA INDUSTRIAL II

Pablo Ponce Díaz Química Analítica Prof. Manuel Saavedra 1999

INTRODUCCIÓN

Un explosivo comprende cualquier compuesto que bajo la influencia de una llama, una chispa o una detonación, sufre una descomposición, la cual libera energía en forma de calor y luz y acompañado de un gran volumen de gases. Los explosivos son sólidos, líquidos o mezcla de ambos. En su mayoría, los explosivos químicos están relacionados estructuralmente con compuestos orgánicos del C, H y N. En el instante de la explosión, los ingredientes se transforman rápidamente en otros productos (la mayoría son gaseosos), que alcanzan un volumen mucho mayor al explosivo en su configuración inicial. Además, los altos explosivos se pueden considerar como sistemas químicos inestables, debido a cambios instantáneos de estados que se producen por acción del calor, ondas de choque y por medios mecánicos.

CONCEPTOS GENERALES

Ignición: Es la causa de una detonación o explosión. Cuando una parte de la sustancia explosiva comienza a quemarse, se dice que ha hecho ignición, la que se produce por medio de una cantidad suficiente de energía entregada a la sustancia explosiva.

Detonación: Cambio químico que ocurre a muy alta velocidad, debido a la transmisión de calor a través de la sustancia explosiva con una onda de choque, dando una completa desintegración molecular.

Explosión: Es una expansión violenta acompañada de ruido, causada por un súbito desprendimiento de energía procedente de una reacción química muy rápida.

Deflagración: Es la rápida combustión de un material con su propio contenido de oxígeno. Va acompañada de una chispa, llama y salpicadura de partículas encendidas.

Explosivos: Sustancia química que bajo la influencia de una llama o de una chispa puede sufrir un cambio químico repentino o una descomposición muy rápida y exotérmica, al liberarse la energía en forma de calor y luz, lo cual va acompañado de un gran volumen de gases que se propagan por si mismos, con formación de productos más estables. El explosivo puede ser sólido, líquido o gaseoso.

Explosivos Primarios: Son aquellos que detonan en forma segura por chispa, llama e impacto.

Explosivos Secundarios: Son aquellos que requieren de un iniciador para lograr su detonación

CLASIFICACIÓN DE EXPLOSIVOS

EXPLOSIVOS

Explosivos Mecánicos

Pólvora Negra

Explosivos Químicos

Cebos

Explosivos Nucleares

Explosivos de alta potencia

Explosivos Lentos

Explosivos de demolición y fragmentación

Explosivos de baja potencia

Altos Explosivos

Explosivos iniciadores y cebadores

EXPLOSIVOS MECÁNICOS Materiales inertes que son inducidos a vaporizarse repentinamente por medio de la introducción de una materia caliente

EXPLOSIVOS NUCLEARES Consiste en materiales como el plutonio, uranio 235 o similares, que son atómicamente activos. Estos explosivos poseen una descomposición atómica muy rápida, que produce una explosión extremadamente destructiva.

EXPLOSIVOS QUÍMICOS A) B) C) D)

Pólvora Negra Cebos Explosivos de Baja Potencia Explosivos de Alta Potencia

A) Pólvora Negra.La pólvora negra, el explosivo más antiguo conocido, es una mezcla mecánica uniforme e intima de nitrato de potasio finamente pulverizado (o nitrato de sodio), carbón vegetal y azufre. Hasta el desarrollo de cargas de proyección nitrocelulosas, la pólvora negra fue la única carga de proyección y explosivo disponible. El nitrato de potasio se usa en la mayoría de las pólvoras negras militares. Se enciende espontáneamente como a 300º C y desarrolla una temperatura bastante elevada de combustión (2300º a 3800º C), lo cual causa erosión en la ánima de las armas. La pólvora negra usualmente tiene la forma de granos pequeños y negros que son pulidos al lustrarlos con grafito. Es higroscópica y está sujeta a la deterioración rápida cuando se expone a la humedad. Si se mantiene seca mantiene indefinidamente sus propiedades explosivas. Es uno de los más peligrosos explosivos para manejar porque es fácil que lo encienda el calor, la fricción o una chispa. Usos. Aunque la pólvora negra ha sido reemplazada por cargas de proyección mixta, de base sencilla y de base doble, todavía se usa en varios grados en: -

Estopines y encendedores de granadas de artillería. Elementos de retardo en las espoletas.

-

Carga de expulsión para la granada fumígera de expulsión de culote, para la granada de iluminación y para los artificios pirotécnicos.

-

Cargas de salvas y de pólvora sin humo tipo EC.

-

Cargas de fumarada y de observación para las municiones de tiro el blanco.

-

Carga rompedora en las municiones incendiarias.

-

Carga rompedora para las granadas explosivas de 37 mm.

-

Mecha lenta.

-

Mecha rápida.

-

Cargas de observación para las bombas y granadas de tiro al blanco y para las granadas de tiro reducido.

-

Anillos de tiempo y de organización de la carga en las espoletas de tiempo y de combinación.

-

Encendedor en las unidades de propulsión a chorro.

Precauciones. La pólvora negra es particularmente sensitiva al choque, la fricción, el calor, la llama o la chispa cuando no se encuentra la pólvora negra en latas o sacos o cuando no está totalmente protegida de las chispas.

B) CEBOS.Es un explosivo sensible a un golpe. Se usa para transmitir el choque o una llama a otro explosivo, a un elemento de tiempos o a un detonador.

Figura n° 1.- Composición cebadora tipo Booster

Una composición cebadora es un explosivo que es sensible a un golpe tal como el dado por un percutor. Se usa para transmitir el choque o una llama a otro explosivo, a un elemento de tiempos o a un detonador. La mayoría de las composiciones cebadoras militares consta de mezclas sensibilizadores y agentes aglutinantes. Muchas composiciones contienen clorato de potasio, tiocianato de plomo, sulfuro de antimonio, nitruro de plomo, estifnato de plomo, fulminato de mercurio y un agente aglutinante. El clorato de potasio actúa como un agente oxidante, el tiocianato de plomo como el combustible y como un desensibilador del clorato, y el explosivo actúa como un agente detonante. También pueden ser añadidos otros materiales, tales como el vidrio molido y el carborundo, para aumentar la sensibilidad de fricción. Los componentes cebadores, para las cápsulas eléctricas y los cebos eléctricos, pueden contener nitrato de bario como agente oxidante en vez de clorato de potasio y estifnato de plomo o DDNP (diazodinitrofenos) como el explosivo iniciador. Las mezclas cebadoras se usan en los elementos de percusión de las cápsulas de artillería, en las espoletas y en las cápsulas de las armas de pequeño calibre y como la capa superior de un conjunto detonador.

C) Explosivos de Baja Potencia.Poseen un grado de detonación mucho más lento, al igual que sus presiones. Son permisibles y de baja Tº de llama. Ideales para minas de carbón.

D)

Explosivos de Alta Potencia.-

Son de muy rápida reacción y de elevadas presiones. Dentro de estos existen los explosivos 1° y 2°. Se subdividen en: 1) 2) 3) 4) 5)

Detonadores iniciadores Detonadores no iniciadores Explosivos a base de un solo compuesto Explosivos binarios Explosivos de voladura

1) Detonadores Iniciadores. Se distinguen por la facilidad con que pueden detonarse por el calor, choque o roce. Todos los detonantes iniciadores tienen velocidades bastante más bajas de detonación y valores de rompimiento menores que los explosivos a que se aplican

2) Detonadores no iniciadores. Comprende gran número de compuestos químicos orgánicos e inorgánicos que se usan en la preparación de explosivos plásticos y binarios. - Explosivos plásticos (mezcla de compuestos explosivos de alta potencia con materiales cargados manualmente o con prensa). - Explosivos binarios (mezcla de TNT con otro explosivo y un material no explosivo).

3) Explosivos a base de un solo compuesto. Se dividen en compuestos orgánicos e inorgánicos. El más importante de los inorgánicos es el nitrato de amonio. En los orgánicos se incluyen los alifáticos, aromáticos, heterocíclicos y nitrocompuestos.

4) Explosivos binarios. -

Amatoles Tritonal Pentolita Tetritol

5) Ex plos i vos de vola du ra. Se llaman tb. Ex plos i vos indus trial es , par a dis tingui rlos de los ex pl os i vos militar es . Son potent es , res is tentes al agu a y s eguros p ar a s u us o y trans po rte. Ejemplos : - Pól vora neg ra - Din amitas - Din amita de nit roglic e rin a - Gelatin as ex plos i vas - Din amitas gom os as y s emigomos as - Ex plos i vos de NH 4N O3

PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS

A. B. C. D. E. F.

Sensibilidad Brisancia Estabilidad Volatilidad Reactividad Toxicidad

A. Sensibilidad

Medida de impulso requerido para iniciar una explosión. El incremento de la Tº y la distorsión de la estructura cristalina aumentan la sensibilidad. La alta densidad y la absorción de humedad reducen la sensibilidad. Todas las substancias capaces de hacer explosión están capacitadas además por su mayor o menor sensibilidad a las acciones exteriores de diversa naturaleza. Un explosivo se considera más sensible tanto menor sea la cantidad de energía necesaria para iniciar una reacción explosiva. Un grado excesivo de sensibilidad es en general poco preciado pues dificulta la seguridad del manejo; pero tampoco es de desear un grado de sensibilidad exiguo como el que, por ejemplo, suelen adquirir los explosivos nitroamoniacales cuando están húmedos, pues se ha visto que es desfavorable para el aprovechamiento de dla energía del explosivo, ya que entonces ni aún los cebos más enérgicos de que se disponen, son capaces de provocar la transformación deseada.

B. Brisancia (efecto triturador)

Capacidad de un explosivo para vencer la tenacidad del medio que lo rodea en el instante de la explosión. Es el producto de la densidad de carga, la presión en la zona de reacción y la velocidad de detonación.

C. Estabilidad

Los grupos que están asociados con los explosivos, al aumentar la tensión por medio del calor, producen una desintegración de las moléculas. La humedad afecta la estabilidad del explosivo.

D. Volatilidad

Es importante que un explosivo exhiba poca volatilidad, o sea, que sea ligeramente evaporable a Tº de manejo y almacenaje.

E. Reactividad

Deteriora al explosivo. En presencia de humedad puede producir sales metálicas, lo que hace perder la sensibilidad y liberar algunos gases.

F. Toxicidad

Al inhalar vapores tóxicos, provocan desde dolores de cabeza a la muerte del individuo.

GENERALIDADES DE LOS EXPLOSIVOS

1.- Energía de los explosivos 2.- Sensibilidad de los explosivos 3.- Densidad de los explosivos 4.- Temperatura de explosión 5.- Velocidad de explosión 6.- Gases de la explosión 7.- Llama de explosión 8.- Choque de explosión

1.- Energía de los explosivos Todas las transformaciones químicas de la explosión, se verifican gracias al fenómeno de liberación de calor que la acompaña. Esta cantidad de calor, determina en condiciones comparables,la cantidad de energía contenida en el explosivo. De la misma manera que el desprendimiento de calor de los combustibles por su combustión en la bomba calorimétrica se toma como medida de su poder calorífero, así también se puede utilizar el calor de la explosión de los explosivos para juzgar acerca de su capacidad máxima de trabajo.

Los explosivos permiten realizar trabajos que de otro modo y con otros medios serían impracticables o que tan sólo serían posible con consumo extraordinariamente grande de más de 16 millones de kilogramos de dinamita, este es un ejemplo grandioso de la potencia de los explosivos. En la determinacion experimental de la energia de los explosivos debe tenerse presente el hecho de que el calor de los explosivos no siempre es una cantidad constante. Desde el momento en que se modifica la marcha de la reaccion y a consecuencia de ello cambia la naturaleza y cantidad de los productos de la explosion, varia tambien la cantidad de calor puesta en libertad. Esta alcanza un valor maximo cuando el explosivo se transforma por completo en acido carbonico y agua, lo cual ocurre, por lo general, cuando existe oxigeno suficiente, sea en el mismo explosivo o bien por la explosion se verifique una bomba llena de oxigeno a presion. En este caso especial , el calor de explosion y el de la combustion. Cuando falta oxigeno no puede, como es natural, realizarse la composicion perfecta para la transformacion en acido carbonico, agua y se presentan entonces en mayor o menor cantidad, según la circunstancia, productos intermedios cuyo calor de transformacion es menor.

2.- Sensibilidad de los explosivos Un explosivo se considera más sensible cuando es menor la cantidad de energía que necesita para iniciar una reacción explosiva. Un exceso de sensibilidad hace muy difícil la manipulación del explosivo. Al tener poca sensibilidad no se aprovecha la energía del explosivo.

3.- Densidad de los explosivos La densidad de un explosivo es un factor importante que debe considerarse en la eleccion de los explosivos. Para terrenos dificiles de tronar o si se requiere de una fragmentacion fina sera necesario un explosivo mas denso. En roca de facil fragmentacion sera suficiente un explosivo de bajo densidad. Para explosivos de alta densidad, en general, les corresponde una velocidad y presion de detonacion mayor. La densidad del explosivo no debe confundirse con la densidad de carga.

4.- Temperatura de explosión El hecho del desarrollo de calor en todas las transformaciones explosivas hace pensar también en las temperaturas más o menos elevadas que se desarrollan. En sentidoteórico se conoce con el nombre de temperatura de explosión, llamada también temperatura de combustión en los explosivos para armas de fuego, a aquella temperatura hasta la cual pueden ser calentados los productos de la explosión por el calor desarrollado en la transformación.

5.- Velocidad de explosión A medida que aumenta la Tº y la presión, la velocidad de descomposición crece sumamente rápido. Se ha conseguido determinar la velocidad con que se propaga la explosión en una masa explosiva, pero no se han conseguido datos numéricos aceptables para la velocidad de iniciación de la transformación explosiva.

6.- Gases de la explosión En lo que se refiere a los gases de la explosión, éstos deben ser considerados más que nada como portadores materiales de la energía química que queda libre en los procesos explosivos. El espacio que ocupan a 0º y 760 mm los gases producidos por 1 g de explosivo, expresado en centímetros cúbicos, es en general, constante y depende sólo de la composición química de los gases de la explosión, siendo, por lo tanto, un índice característico. De un modo análogo a la definición del peso específico se habla aquí del volumen específico de los gases de un explosivo. El volumen específico de los gases V, multiplicado por el calor de explosión Q, es decir, la expresión ha sido llamada por BERTHELOT producto característico del explosivo y también ha sido propuesto como medida relativa para la potencia mecánica de los explosivos, aunque con menos aceptación que la presión específica antes citada. En lo que se refiere a su composición química, los gases de la explosión, tanto en la explotación minera como en la artillería, se someten a una vigilancia cuidadosa, pues muchos de ellos, como el óxido de carbono, el óxido de nitrógeno, el ácido clorhídrico, el ácido sulfhídrico, poseen propiedades tóxicas, y otros como el hidrógeno, el metano y también el óxido de carbono mezclados con el aire pueden, por su parte, dar lugar a la formación de mezclas detonantes. La constitución de estas emanaciones tan sólo puede indicarse de antemano para aquellos explosivos que contienen suficiente oxígeno para hacer posible la combustión completa de los elementos carbono e hidrógeno en ácido carbónico y en agua. Pero si un explosivo contiene insuficiente oxígeno para transformar todo el carbono en ácido carbónico y todo el hidrógeno en agua, entonces estos elementos se oxidan sólo en parte o la oxidación se detiene en grados intermedios y la composición real de los gases de la explosión, en el momento de efectuarse ésta, depende de los factores que determinan el equilibrio químico, así como, en el caso de que no se hubiese alcanzado el equilibrio a la temperatura de explosión, o que se modifique esencialmente en el enfriamiento, de las velocidades de reacción, generalmente muy grandes con las elevadas temperaturas de que aquí se trata. Entre los explosivos de la clase primeramente citada se cuentan la nitroglicerina, el nitrato amónico, el perclorato amónico y muchos otros y entre los de la segunda clase el ácido pícrico, el trinitrotoluol, así como los diversos grados de nitración de la celulosa.

7.- Llama de explosión Ésta se forma como consecuencia de la elevada temperatura aumentada por el estado de compresión en que se encuentran los gases que quedan libres en los procesos explosivos, en su facultad de aparecer luminosos o también de encenderse en el aire. Tan sólo a primera vista se reconocen ya como características peculiares de las llamas de las explosiones, particularidades que se presentan con más o menos intensidad en la fuerza luminosa, en su tamaño, así como en su duración, y estas diferencias están relacionadas de una manera que puede comprobarse con las circunstancias de la explosión, así como también con la constitución química y física del mismo explosivo. Para formarse idea del tamaño relativo de la llama de la explosión de un explosivo, se procedió al principio colocando alrededor de la masa detonante substancias fácilmente inflamables como, p. ej., pólvora negra o algodón pólvora seco. Los métodos fotográficos ofrecieron un material experimental de mayor confianza, haciendo estallar en una noche obscura un cartucho suspendido libremente a distancia apropiada del objetivo abierto de una cámara. De las imágenes fotográficas así obtenidas se dedujo que los distintos tipos de explosivo se distinguen por fenómenos luminosos característicos. En general se vió que el tamaño de la llama de la explosión guarda relación con el valor del calor de explosión del explosivo respectivo.

8.- Choque de explosión Figura como uno de los últimos fenómenos que acompaña a todo proceso explosivo. La mayor o menor acción a distancia. La energía del explosivo puesta en libertad provoca en el medio que le rodea una perturbación del equilibrio que se extiende desde el lugar de la explosión en forma de ondas, como choque de explosión. Mientras que la onda de explosión tan sólo encuentra en la materia misma del explosivo las condiciones para su existencia, el choque de explosión puede propagarse con gran velocidad también en masas que no hacen explosión, en los productos gaseosos que se forman cuando ocurre la explosión y en particular en la atmósfera ambiente. Ambas clases de propagación de impulso muy energético, tienen de común entre sí, además de una gran velocidad, una gran intensidad, pero se diferencia que el choque de explosión al aumentar la distancia al centro de la explosión pierde su carácter y rápidamente se transforma en una onda sonora común. El choque de explosión es un fenómeno físico, la onda de explosión es, por el contrario, un proceso de carácter preponderantemente químico. El choque de explosión se propaga con mucha mayor velocidad que en el aire en medios más densos, como el agua y el suelo, y así se explica el hecho de que en las grandes explosiones debajo del agua se sientan tres conmociones separadas que corresponde a los tres medios de desigual densidad, agua, aire y tierra, en las cuales se propaga el choque de explosión con diversas velocidades. De chocar explosivos intensos que se encuentran en sentido contrario pueden condensar la masa de aire en el punto de su encuentro hasta el punto de ponerla incandescente. el esfuerzo de compresión necesario para ello es relativamente pequeño y puede ser producido fácilmente por dos cartuchos explosivos próximos entre sí.

PROCESO DE DETONACIÓN

La detonación de un explosivo es una reacción exotérmica que ocurre casi instantáneamente, a medida que una combinación molecular inestable se reagrupa en un estado más estable la detonación se produce sólo cuando a las moléculas del explosivo se les entrega suficiente energía, usualmente en una forma de onda de choque, para reunir dentro de cada molécula fuerzas que exceden las fuerzas atractivas entre átomos. A medida que las moléculas se separan y los átomos se reagrupan para formar nuevas moléculas, se libera energía en forma de una onda de presión de alta temperatura. La energía desatada disgrega las moléculas adyacentes en el material a través del cual pasa, y el proceso continúa hasta que todas las moléculas han sido disgregadas. El calor extremo que desarrolla provoca la oxidación atómica, aumentando de esta manera notablemente el volumen molecular de los productos de la reacción. La detonación se propaga con tal rapidez que el grado de avance de la reacción hacia el material que aún no ha reaccionado excede la velocidad del sonido dentro de la reacción de la detonación, haciéndose difícil obtener resultados repetitivos durante los experimentos, aún cuando la mecánica de la detonación es investigada en laboratorio. La detonación es una acción que se caracteriza por la rapidez con que ocurre la descomposición. La detonación se produce cuando a las moléculas del explosivo se les entrega suficiente energía, en forma de onda de choque, para que dentro de cada molécula se reúnan fuerzas que exceden las fuerzas atractivas entre átomos. La reacción comienza como una combustión lenta, luego avanza rápidamente al estado de deflagración, y, finalmente, pasa a una súbita detonación. Los explosivos de bajo poder (deflagrantes ) normalmente no llegan a la detonación.

Figura n° 2.- Etapas de la detonación

Al entrar en acción el indicador, una zona de detonación pasa a través de la columna de explosivo. La zona de detonación incluye la zona de reacción y una corta zona de onda de choque. Detrás de la zona reacción están los productos de reacción y al frente de la zona de choque está el explosivo, que aún no ha reaccionado, en su estado original. Poca o ninguna reacción química se produce en la zona de choque, pero debido al avance supersónico de la zona de reacción hacia el explosivo no reaccionado, la zona de choque la precede a través del explosivo no reaccionado. En la zona de choque, la presión máxima podría ser veinte veces más altas que la presión máxima en la zona de reacción. Adelante o cerca del frente de la zona de choque, la alta temperatura a la cual es elevado el explosivo mediante la compresión, inicia la reacción química del explosivo no reaccionado.

En una detonación, los productos reactores fluyen a gran velocidad (pero menor que aquella de la zona de detonación) hacia el explosivo no reaccionado. En una deflagración, los productos reactores podrían fluir en una dirección opuesta a la del explosivo no reaccionado. El grado de avance de la reacción de la detonación se distingue de lo que es la deflagración. A pesar de que a veces se asemeja a una detonación, la deflagración es en realidad la muy rápida combustión de un material con su propio contenido de oxígeno. Bajo la mayoría de las condiciones, la reacción de deflagración, avanza hacia el material no reaccionado a una velocidad menor a la del sonido. Al contrario que la detonación, la deflagración es siempre acompañada por llamas, chispas y salpicaduras de partículas encendidas. Un explosivo de baja potencia se define como un material que, cuando es iniciado en forma correcta, deflagra o arde más bien que detona. Un explosivo de alta potencia, cuando es iniciado en la manera correcta, detona en lugar de deflagrar o arder. Que un material reaccione como un explosivo de alta o baja potencia depende de la manera en que es iniciado y confinado. Por ejemplo, cuando es iniciado de la manera aceptada, un propulsor sólido se comporta como un explosivo de bajo poder. Si embargo, el mismo propulsor podría detonar si es iniciado por un impacto violento como el producido por un pequeño proyectil de bajo calibre, a la alta velocidad. A la inversa, bajo ciertas condiciones, un explosivo de alta potencia, como el TNT, puede ser encendido y arderá sin detonar. El grado de avance de la reacción de detonación se denomina velocidad de detonación. La velocidad estable de la detonación es un grado de avance que se mantiene constante y continúa sin disminuir a través del material no reaccionado.

Podemos decir tambien que la velocidad de detonacion es la rapidez en que a partir de un punto de masa del explosivo se propaga la descomposicion de este. A una mayor velocidad de detonacion hay una mayor fragmentacion del material tronado. La velocidad de detonacion de la densidad del explosivo su composicion, granulometria de los componentes, diametro de la perforacion, y grado de confinamiento en la perforacion.

EXPLOSIVOS LENTOS

Es necesario un conocimiento básico de las características y de los usos de los explosivos militares para comprender la composición y el funcionamiento de un tiro completo de municiones. A fin de que las municiones pueden funcionar de acuerdo con el tiempo y lugar convenientes, es necesario emplear diferentes clases de explosivos, cada uno de los cuales con un papel específico, ya sea como carga de proyección o como carga rompedora. Los explosivos que son convenientes para un propósito puede que sea totalmente no satisfactorios para otro. Por lo tanto, el explosivo que se usa para hacer estallar un proyectilo de acero forjado no sólo será inadaptable sino también muy peligroso si es usado para expulsar proyectiles del arma o para proyectar proyectiles y cuerpos. De igual manera, los explosivos que se usan como en cebos y espoletas, son tan sensitivos al choque que sólo se pueden usar con seguridad pequeños cantidades. Los explosivos militares están divididos en una clase de explosivos lentos o en una clase de altos explosivos según la rapidez con que descomponen. Los explosivos lentos son en su mayoría materiales combustibles sólidos los cuales se descomponen rápidamente. Al inflamarse y descomponerse desarrollan un gran volumen de gases lo cual produce suficiente presión para proyectar un proyectil hacia una dirección definida. La rapidez de combustión es una característica importante, la cual depende de tales factores como la presión del gas de combustión, el tamaño del grano y su forma, composición, etc. Los explosivos lentos usualmente no propagan una detonación. Sin embargo, en ciertas condiciones reaccionan del mismo modo que los altos explosivos; es decir que pueden detonar. Las cargas de proyección mixtas, las de base sencilla y las de base doble como también las mezclas de pólvora negra, son ejemplos típicos de explosivos lentos. Organización de la carga de explosivo lento.

Se llama una "organización de la carga" el arreglo de una serie de materiales combustibles, lo cual comienza con una pequeña cantidad de explosivos sensitivo y termina con una cantidad relativamente grande de explosivo comparativamente no sensitivo. Por regla general hay dos organizaciones de la carga. Estas son: la carga de proyección y la carga rompedora. En todas las municiones explosivas se encuentran una o ambas de estas organizaciones de la carga. La organización de la carga de proyección de explosivo lento se emplea para la expulsión o propulsión de un cuerpo o proyectil del arma. Esta organización de la carga consta de una cápsula, un encendedor o cebo intermedio, y una carga de proyección. Por lo tanto, una lengua de fuego de una pequeña cantidad de explosivo sensitivo (cebo) es transmitida de tal modo que una gran cantidad de explosivo relativamente no sensitivo (la carga de proyección) se quema de manera apropiada para que se proyecte el cuerpo hacia adelante. Aunque en los cohetes falta el cebo y el las municiones de armas de pequeño calibre falta el encendedor, todos los tres elementos se encuentran en las organizaciones de la carga de proyección de la artillería.

No se requiere el encendedor en las municiones de armas de pequeño calibre (cartuchos) en donde es relativamente pequeña la carga de proyección. Los componentes en esta organización de la carga son un estopín de percusión en esta y una carga de proyección. El percutor hace estallar el estopín y la llama pasa a través del fogón que conduce a la recámara de la pólvora y enciende la carga de proyección; la expansión de los gases resultantes impulsa hacia afuera la bala a través del ánima del arma. En las municiones de artillería, la organización de la carga de la carga de proyección es un poco diferente de las municiones de las armas de pequeño calibre. En esta organización de la carga es necesario colocar una carga auxiliar de pólvora negra, llamada carga cebadora o carga encendedora, entre el estopín y la carga de proyección. Es necesario que se le añada la carga cebadora porque la llama pequeña producida por la composición del estopín no tiene suficiente intensidad para iniciar la combustión de la cantidad grande de carga de proyección. El estopín o la carga encendedora puede prolongarse en el cuerpo de estopín, lo cual hace un conjunto de elemento de percusión del estopín y de la carga del estopín como en la munición fija, o puede dividirse entre el cuerpo de estopín y la almohadilla de cebo la cual está adherida a las cargas de proyección de carga separada. En las armas de propulsión a chorro (cohetes y reactores de impulsión a chorro), la organización de la carga de proyección consta de una carga de proyección (granos sencillos o múltiples, base doble, o carga de proyección mixta) y de un encendedor, usualmente una mezcla de pólvora negra contenida junto con un cebo o varios cabos eléctricos que actúan fulminante.

REQUERIMIENTOS PARA UN EXPLOSIVO LENTO

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Poseer una rapidez de combustión controlada.

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Ser capaz de producir una inflamación y combustión instantánea.

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Ser estable durante periodos extensos de almacenamiento bajo condiciones normales.

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Estar balanceado con el fin de obtener una combustión completa y producir una cantidad mínima de residuos.

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Poseer un mínimo de seguridad contra peligro tóxico y explosivo.Ser capaz de soportar choque mecánico durante la carga, el transporte y el manejo.

ALTOS EXPLOSIVOS

Los altos explosivos usualmente son productos de nitración de sustancias orgánicas, tales como tolueno, fenol, pentaeritritol, aminas, glicerina y almidón y quizás sustancias inorgánicas que contienen nitrógeno o mezclas íntima de varios compuestos con aditivos tales como metales pulverizados (aluminio) aceites plastificantes, ceras, etc., los cuales imparten las características convenientes de estabilidad y funcionamiento. Un alto explosivo se caracteriza por la rapidez extrema con que ocurre la descomposición; esta acción se conoce como detonación. Cuando la inicia un golpe o choque, se descompondrá casi instantáneamente, ya sea de un modo similar a la combustión sumamente rápida o con la ruptura y la nueva distribución de las moléculas mismas. En cualquiera de los dos casos se producen productos de reacción gaseosa y sólidos. El efecto destrozador de la reacción hace que algunos explosivos sean valiosos como cargas rompedoras, pero impide que sean usados con cargas de proyección a causa de que los gases que se formen desarrollarán presiones excesivas que pueden reventar el tubo del arma.

CLASIFICACIÓN DE LOS ALTOS EXPLOSIVOS

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Explosivos iniciadores.

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Explosivos multiplicadores.

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Explosivos rompedores.

Explosivos iniciadores: Son muy sensibles al choque, fricción y al calor. En condiciones normales no arden, pero detonan suficientes para los altos explosivos. Por su sensibilidad son usados en municiones para iniciar e intensificar los altos explosivos

Explosivos Multiplicadores: Tienen sensibilidad intermedia entre los explosivos iniciadores y los que se usan como cargas rompedoras como el TNT. Pueden encenderse por calor, fricción o choque, y pueden detonar cuando son quemados en grandes cantidades

Explosivos rompedores: Incluyen el explosivo D, el TNT, el tetril, la pentolita, el picatrol, el titronal, las composiciones de RDX y otros

EXPLOSIVOS DE DEMOLICIÓN Y FRAGMENTACIÓN

1.- TETRIL(Trinitrofenilmetilnitramina)

El tetril (trinitrofenilmetilnitramina) es un material cristalino fino y amarillo. Cuando se calienta primero se derrite y después se descompone y estalla. Arde fácilmente y es más fácil de detonar que el TNT o el picrato de amonio (explosivo D) y es mucho más sensitivo que el ácido pícrico. Se detona por medio de fricción, choque o chispa. Es soluble en el agua y es casi no higroscópico. El tetril es estable en todas las temperaturas que puedan tener los lugares de almacenamiento. Es tóxico cuando se toma internamente y cuando tiene contacto con la piel descolora los tejidos (mancha de tabaco) y causa dermatitis. Detonación. Las pruebas en cuanto a la potencia rompedora del tetril demuestran que tiene una gran potencia destrozadora. Es mayor en potencia que el TNT y en los explosivos militares reglamentarios sólo es superado por el PETN y por algunos de los más nuevos explosivos militares, tales como el RDX. Cargas. El tetril es el explosivo multiplicador reglamentario y es lo suficientemente insensible cuando se comprime para que pueda ser usado con seguridad como un explosivo multiplicador. La violencia de su denotación asegura una alta explosión de la carga rompedora. Se usa en forma de perdigones de pólvora comprimidas. El tetril es la carga rompedora reglamentaria para los proyectiles de pequeño calibre (20 y 37 mm). Produce una apreciable fragmentación mejor de estas granadas que el TNT. También pequeño calibre resiste la fuerza de la reacción de inercia del arma. También es un componente de tetritol.

Detonador. El tetril se usa en los detonadores. El tetril se oprime en el fondo del cartucho del detonador y luego se cubre con una carga cebadora pequeña de fulminato de mercurio, nitruro de plomo u otro iniciador.

2.- PETN (Tetranitrato de pentaeritrita)

El PETN es uno de los más fuertes altos explosivos conocidos. Es más sensible al choque, a la fricción que el TNT o el tetril. El PETN en su forma pura, es un polvo cristalino blanco; sin embargo, puede ser gris claro debido a las impurezas. Detonará bajo una presión baja y prolongada. El PETN a granel debe almacenarse mojado. Se usa principalmente en los multiplicadores y en las cargas rompedoras en las municiones de pequeño calibre; en los detonadores superiores o en algunas minas terrestres y granadas; y en el núcleo explosivo de la mecha detonante del cordón detonante. Cuando se le añade al TNT forma un explosivo pentolito de gran accion rompedora.

Se obtiene haciendo reaccionar formaldehido para formar pentaeritritol y nitrato este ofrece algunas ventajas en tiempo de guerra, ya que puede producirse con materias primas no derivadas de la huella o el petroleo. El PENT no es muy toxico, ya que por su estado solido y su insolubilidad en el agua es dificil inhalarlo o absorverlo a traves de la piel. Dosis pequeñas ingeridas hacen disminuir la presion sanguinea y dosis mayores producen disnea y convulsiones. Para las personas que los manejan se recomiendan baños frecuentes y el lavado tambien frecuentes de las ropas. Como el material esta siempre humedo, no hay temor al polvo. Las precausiones que se deben tomar para este tipo de explosivos son construir muros interiores de contencion, tanques de anegamiento, etc.

3.- PICRATO DE AMONIO (Explosivo D)

De todos los explosivos militares, el picrato de amonio es el menos sensible al choque y a la fricción. Esto hace que sea muy conveniente usarlo como carga rompedora en los proyectiles perforantes. Es un poco inferior al TNT en potencia explosiva. Cuando se calienta no se derrite sino que se descompone y estalla. Reacciona lentamente con los metales y cuando está mojado puede formar componentes sensibles y peligrosos con el hierro, el cobre y el plomo. Es difícil de detonar. Cuando se enciende en campo abierto arderá fácilmente como el alquitrán o la resina. Precauciones especiales. El picrato de amonio que haya sido comprimido en una planta de carga de granadas y que haya sido removido de una granada es mucho más sensible al choque o al golpe que el

picrato de amonio fresco. Deberá tener protección para que no tenga contacto con plomo, hierro o cobre porque esto forma componentes sensibles. Aunque menos sensibles que el TNT, puede ser estallado por un choque o fricción fuerte, es muy inflamable y puede detonar cuando se calienta a una temperatura elevada. Usos. El explosivo D se usa como una carga rompedora para la granada perforante y en los otros tipos de proyectiles que deben soportar presiones y choque severos antes de la detonación.

4.- RDX (Ciclo trimetilenetrinitramina)

El RDX, uno de los explosivos más potentes, se conoce comúnmente como ciclonita (ciclotrimetilenetrinitramina), Es un sólido cristalino blanco cuyo punto de fusión es de 202º C) y el cual es muy estable. Tiene un poco más fuerza y potencia rompedora que el PETN. Es mucho más fácil que sea iniciado por el fulminato de mercurio que lo es el tetril. El RDX ha sido usado principalmente en mezclas con otros explosivos, pero puede ser usado por sí mismo como un multiplicador reducido, un multiplicador o una carga rompedora. Se combina con nitrohidrocarbonos, lo cual permite también la carga vaciada o con ceras o aceites para la carga por presión. Tiene un alto grado de estabilidad durante el almacenamiento.

5.- Composición A

La composición A (comp. A) es una mezcla que contiene 91 por ciento RDX y 9 por ciento de cera de abejas; una composición que por naturaleza es semiplástica. La designación fue cambiada a composición A-2 cuando la cera de abeja fue reemplazada por una cera derivada del petróleo y con los cambios subsiguientes en el método de añadir el desensibilizador. Recientemente la composición ha sido designada de nuevo como composición A-3 debido a los cambios en la granulación del RDX y al método de construcción. La composición A-3 está en forma granular y se parece al tetril en granulación. Usualmente es de color de ante y es cargada a presión en la granada de calibre secundario (20, 37, y 40 mm). Es 30 por ciento más potente que el TNT; la potencia usualmente dependa de la cantidad de aglutinante de cera.

6.- Composición B

La composición B (comp. B) es una mezcla (59/40/1) de RDX, TNT y cera de abejas. Su color puede variar del blanco sucio y amarillo claro a amarillo que tira a moreno. Es menos sensible que el tetril, pero más sensible que el TNT. Es intermedio entre el TNT y el RDX con respecto a la sensibilidad e iniciación. Con respecto al efecto de voladura sólo es inferior al tritonal y al torpex. La composición B es una carga química autorizada para las bombas reglamentarias de aviación del ejército y la marina, para las minas, los torpedos, las granadas de la artillería antitanque (76 y 105 mm), las cargas de demolición y en los cohetes. La composición B que contenga 60 por ciento de RDX y 40 por ciento de TNT, exclusive la cera, se conoce como composición B-2, un explosivo que no es reglamentario. La composición B-2 no es conveniente usarlas en bombas como la composición B porque es mucho más sensible al choque.

7.- Composición C

La composición C, algunas veces mencionada como PE, es un explosivo plástico, un (88/12) RDX, y una composición plastificante inerte. Fue reemplazada por un (80/20) RDX y composición C-2 plastificante y explosivo que no es tetril. La composición C-3 (77 ± 2/23 ± 2) RDX y un plastificante explosivo con tetril substituido en parte por RDX, fue producida para reemplazar la composición C-2. Debido a que la composición C-3 se endurece en temperatura bajas (-29º C), a su volatilidad en temperaturas elevadas y a su higroscopicidad, fue producido y reglamentado como composición C-4. La composición C, de color pardo forma plástica y cerca de igual consistencia que la masilla tiene la tendencia de filtrar (exudar) los aceites planificantes y dejar RDX puro, lo cual es muy sensible para que sea usada en campaña.

8.- Composición C-2

Esta composición que parece masilla es como 35 por ciento más potente que el TNT. Fue producida para sobreponerse a las objeciones presentadas por la composición C. Fue empleada como una carga de demolición.

9.- Composición C-3

Es un poco inferior a la composición B como explosivo que produce efecto de voladura. Es mucho menos sensible que el TNT y no siempre puede ser detonada por una cápsula detonante Nº 8, pero siempre puede ser detonada por la cápsula detonante especial del cuerpo de ingenieros. Fue usada principalmente como un explosivo de demolición y misiones de los comandos, ya sea con recipiente o sin él. También es usada como carga interior en algunos tipos de municiones. Si pierde su plasticidad debido al almacenamiento prolongado en temperaturas, su plasticidad se puede restaurar satisfactoriamente moldeándola con las manos después de calentarla sumergiéndola en agua caliente. No debe exponerse ante una llama descubierta porque se prende fácilmente y arde con una llama intensa. Si se quema en grandes cantidades, el calor generado puede que cause una explosión. Su explosión produce gases venenosos en tal cantidad que su uso en lugares cerrado es peligroso. En los inventarios de existencias de este material cuando éste se va agotando es reemplazado por una composición reglamentaria C-4.

10.- Explosivos de Nitroalmidón

El nitroalmidón, de color gris, es un almidón de maíz nitrado que se usa para sensibilizar combustibles y agentes oxidantes casi del mismo modo como es usada la nitroglicerina en la dinamita. Es muy inflamable y la más pequeña chispa producida por la fricción o las quemaduras puede encenderlo y producir una explosión violenta. El nitroalmidón es menos sensible que el algodón pólvora seco o la nitroglicerina. Como explosivo de demolición es tan insensible al choque como el explosivo D y es tan sensible a la iniciación como el TNT. Los explosivos de nitroalmidón son fáciles de detonar con una cápsula detonante número 6. Usos. Un explosivo de demolición de nitroalmidón ha sido adoptado como substituto del TNT y lo hay disponible en cuatro unidades de ¼ de libra, cada unidad de ¼ de libra contiene tres perdigones de pólvora (aglomerados) de tamaño pequeño de 1/12 libras envueltos en papel parafina con marcas que indican el lugar de los agujeros para las cápsulas detonantes; en bloques de ½ libra; y en bloque de 1 libra. Las fórmulas de TNT, destinadas a computar las cargas pequeñas, se aplican directamente al explosivo de demolición de nitroalmidón. No deben romperse los bloques en fragmentos porque esto puede causar detonación.

11.- AMATOL

El amatol, una mezcla mecánica de nitrato de amonio y TNT en varios porcentajes, tiene aproximadamente iguales características generales que el TNT. Es cristalino, amarillo o

tira a pardo, y es insensible a la fricción, pero un choque severo puede hacerlo detonar. Es menos sensible a que detone que el TNT y lo hace detonar fácilmente el fulminato de mercurio y los demás detonadores. Es higroscópico y cuando existe humedad ataca el cobre, el latón y el bronce y forma componentes sensibles peligrosos. El amatol, 50/50, tiene aproximadamente la misma proporción de detonación y de potencia rompedora que el TNT, mientras que el amatol 80/20 es un poco más bajo en velocidad y potencia rompedora que el TNT. El amatol, 80/20, produce un humo blanco cuando estalla, y el amatol, 50/50, produce un humo menos negro que el TNT íntegro. Composición y forma. El amatol, 50/50, consta de 50 por ciento de nitrato de amonio y 50 por ciento de TNT por peso. Cuando está caliente tiene suficiente fluidez para que sea vaciado o vertido como el TNT. El amatol, 80/20, consta de 80 por ciento de nitrato de amonio y 20 por ciento de TNT. Se parece a la azúcar morena mojada. Cuando está caliente se vuelve semiplástico (la consistencia de la masilla) y en ese estado puede comprimirse dentro de las granadas y bombas.

Usos. El amatol es un substituto del TNT. El amatol, 50/50, fue usado en las granadas de 75 mm y más grandes, y el amatol, 80/20, fue usada en las granadas de 155 mm y más grandes. El amatol también fue usado en las bombas grandes. Sin embargo, su uso principal es en los torpedos Bangalores.

12.- ÁCIDO PÍCRICO

El ác ido píc ric o, un pr od uc to de nitr ato de fen ol c on el n omb re d e milinita, fu e ad opta do c omo un alto ex plos i vo militar p or los franc es es en 18 86 y ha s ido us a do c o n más amplitu d c omo un ex pl os i vo milita r po r las nac io nes ex tranj er as que p or n ues tra nac ión. L os ingles es lo des ign an c omo li dita. Ca ra cte rística s. El ác ido píc ric o es un s ólido c ris talin o de c olo r am arillo limó n. Es es table, per o reac c ion a c on los metal es c uand o es tán h úme dos , y en algu nos c as os fo rma c omp on entes muy s ens ibles . El ác ido píc ric o es más fác il de d eton ar p or me dio d e un d eton ad or q ue el TN T, per o tiene c as i igual s ens i bilida d de c ho qu e. No es tan tóx ic o c omo el TN T y adem ás no es higr os c ópic o, au nqu e es un p oc o s olub re e n el ag ua. El ác ido píc ric o tien e un p unto ele vad o de fus ió n, apr ox imad ame nte 12 2º C. U so s. El ác ido píc ric o s e us a princ ip alme nte pa ra c o n vertirl o en pic r ato de amoni o (ex plos i vo D).

13.- T N T

El TNT, es un componente de varios explosivos, tales como amatol, pentolita, tetritol, torpex, torpex, tritonal, picratol, ednatol y composición B, y ha sido usado por sí mismo con tales nombres como tritón, trotil y tritolo.

Características. El TNT, en forma refinada, es uno de los más estables altos explosivos y se puede almacenar durante extensos períodos. Es relativamente insensible a los golpes o a la fricción. El TNT cuando está encerrado y se denota estalla con violencia. Cuando se enciende por medio de una llama, el TNT que no está encerrado arde lentamente sin estallar y despide un humo negro, pesado y aceitoso; sin embargo, si se queman o calientan rápidamente grandes cantidades, especialmente en vasijas cerradas, pueden causar una detonación violenta. No es higroscópico y no forma componentes sensibles con los metales, pero los álcalis influyen fácilmente en él para formar componentes inestables que son muy sensibles al calor y al choque. Por lo general se parece a la azúcar morena clara, pero cuando puro es cristalino y casi blanco. Cuando se disuelve y se vierte en una granada o bomba forma una carga explosiva cristalina y sólida. El TNT es un explosivo militar muy satisfactorio. El punto de fusión del TNT reglamentario de grado 1 es de 80,2º . Las municiones cargadas con TNT pueden almacenarse, manejarse y embarcarse con seguridad relativa. El TNT es una sustancia hermosamente cristalizada de un color amarillo claro que se disuelve poco en agua fria y en caliente, mejor en alcohol con una mayor facilidad y con desenso de temperatura en benzol. Tambien es facilmente soluble en acido sulfurico caliente concentrado y puede separarse de esta solucion sin perdida notable por enfriamiento o por dilucion con agua. Ademas el TNT es algo toxico, pero no ejerce ninguna accion vesicatoria ni lacrimogena. Se ha sugerido un maximo de concentracion en el aire de 1.5mg por metro cubico para evitar una toxicidad excesiva. A los que trabajan con TNT en gran cantidad se les exige que a diario se cambien de ropa y se bañen. Esta clasificado como no peligrosa por chispas de electricidad estatica. Exudación. Cuando son almacenadas en climas calientes o durante los meses calurosos de verano, algunos municiones cargadas con TNT pueden exudar un líquido pardo y aceitoso.

Esta exudación emana alrededor de los filetes en la ojiva de la granada y pueden formar un charco en el suelo. La exudación es inflamable y puede contener partículas de TNT. Deberán removerse los charcos de exudación. Detonación. El TNT, en forma cristalina, puede ser detonado fácilmente por una cápsula detonante Nº 6 ó, cuando está muy comprimido, por una cápsula detonante Nº 8. Cuando es vaciado es necesario usar un multiplicador de tetril comprimido o un explosivo de potencia rompedora similar para lograr una detonación completa. Carga rompedora. El TNT se usa como una carga rompedora para las granadas y bombas de alto explosivo, ya sea solo o mezclado con nitrato de amonio para formar amatol de 50/50 ó 80/20. El TNT en hojuelas se usa en las granadas de mano de fragmentación. El TNT tiene otros usos militares que son en las minas y en las partes de ciertas cargas rompedoras de bombas y granadas.

Demolición. El TNT se usa para demoler puentes, ferrocarriles, fortificaciones y otras estructuras. Para estos fines se usa el TNT en forma de una carga grande de embudo o de un bloque pequeño muy comprimido que esté encerrado en un recipiente impermeable de fibra el cual lo protege de que se desmorone durante su manejo. Los bloques de tritón que usa el Cuerpo de Ingenieros son bloques de TNT comprimidos y encerrados en recipientes de cartón. Voladura. El TNT es conveniente para todos los tipos de voladura y produce aproximadamente el mismo efecto que un peso igual de dinamita de 50 a 60 por ciento de grado. También se usa como una envoltura en algunas municiones cargadas de amatol.

14.-

D I N A M I T A

Los explosivos de voladura comerciales, excepto la pólvora negra, son mencionados como dinamita. Hay varios tipos, cada tipo está subdividido en una serie de grados, y cada tipo y grado difieren en una o varias características. La dinamita consiste esencialmente en nitroglicerina absorbida por un material poroso. Cada composición generalmente está designado como dinamita íntegra, de amoniaco, de gelatina o e amoniaco y gelatina y, por lo general, está disponibles en barras o cartuchos de ½ libra cubiertos de parafina, los cuales están clasificados de acuerdo con el porcentaje de peso del contenido de nitroglicerina.

Características. La dinamita que contenga de 50 a 60 por ciento de nitroglicerina es equivalente, a base de pesos iguales, al TNT en potencia explosiva. La dinamita de 40 por ciento por 1 libra de TNT. La dinamita íntegra es más sensible al choque y a la fricción que el TNT y puede ser detonada por la acción de una bala de fusil. Generalmente, los porcentajes elevados de dinamita tiene muy buena resistencia contra el agua. La explosión de los tipos comunes de dinamita producen gases venenosos, los cuales son peligrosos en los lugares cerrados. El frío intenso afecta adversamente la dinamita como también a los otros explosivos de nitroglicerina; la dinamita se congela a -20º F, por lo tanto, no es satisfactoria para el servicio en situaciones de baja temperatura en el Ártico.

Usos. La dinamita se usa como un sustituto de nitroalmidón o TNT para los fines de adiestramiento. También la emplea el cuerpo de ingenieros en las trincheras, los puertos, las represas, control de inundaciones y las demoliciones de minas. Las siguientes limitaciones son pertinentes a su uso:

-

No será distribuida ni usada para destruir "proyectiles fallados".

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No será suministrada para adiestramiento en el uso de equipo de demolición.

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No será usada en las minas submarinas para la defensa costanera ni en las baterías de minas.

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No será transportada en vehículos de combate que están sujeto a temperaturas extremas.

EXPLOSIVOS INICIADORES Y CEBADORES

2.- Nitruro de plomo

3.- DDNP

4.- Nitroglicerina

1.- Fulminato de mercurio

El fulminato de mercurio es un sólido cristalino y pesado, blanco cuando es puro, pero ordinariamente tiene un tinte pardusco amarillo o gris. Es extremadamente sensible al calor, la fricción, la chispa, la llama o el choque y detona completamente. Se ha descubierto que su sensibilidad depende en parte del tamaño d los cristales. No es higroscópico y puede almacenarse con seguridad durante largos períodos a temperaturas moderadas. Sin embargo no pueden soportar almacenamiento a plazo largo en temperaturas elevadas. Para todos los fines prácticos, el fulminato de mercurio ha sido reemplazado por el nitrato de plomo y estifnato de plomo. Fue usado en escala limitada en varias cápsulas, en detonadores de espoleta y en las cápsulas detonantes. Se puede usar solo o mezclado con clorato de potasio. Actualmente este material ya no está más incluido en las municiones reglamentarias.

2.- Nitruro de plomo

El nitruro de plomo, uno de los más estables iniciadores, se usa para detonar altos explosivos. Es un componente de grano fino de color crema. Es sensible a la llama y al choque pero no es seguro que detone por la acción del percutor. No es fácil que se descomponga durante el almacenamiento continuo prolongado en temperatura moderadamente elevada. Se enciende a una temperatura mucho más elevada que el fulminato de mercurio. Se requiere un peso menor de nitruro de plomo que el fulminato de mercurio para detonar una misma cantidad de TNT, tetril, etc. El nitruro de plomo a reemplazado al fulminato de mercurio debido a sus propiedades y porque aguanta mejor el almacenamiento y es menos peligroso de fabricar. Se encuentra en los mixtos de las cápsulas y usualmente se encuentra cargado en recipientes de aluminio y en conjunto de detonadores y espoletas. Cuando tiene contacto con un metal de cobre forma un explosivo supersensible.

3.- Diazodinitrofenol (DDNP)

Este explosivo, que se emplea extensamente en las cápsulas detonantes comerciales, ha adquirido un lugar en las composiciones cebadoras y detonadores militares. No es

higroscópico, y es de color amarillo verdoso a pardo. Si se comprime dentro de una granada de cápsula detonante con una cápsula de refuerzo y se riza un pedazo de mecha lenta de pólvora negra en la granada, una carga de DDNP sufre una detonación cuando es inflamada. Para los altos explosivos menos sensibles (explosivo D y TNT vaciado) es un mejor iniciador de detonación que el fulminato de mercurio. Para los altos explosivos más sensibles, el DDNP no es superior al nitruro de plomo. No es tan estable como el nitruro de plomo, pero marcadamente superior al fulminato de mercurio. Se usa hasta cierto grado para cargar detonadores de espoletas y la fabricación de composiciones de cebo.

4.- Nitroglicerina

Como el componente más importante de numerosos explosivos, es la nitroglicerina, la base fundamental de nuestra actual industria de explosivos; es, al mismo tiempo, la base sobre la cual han podido realizarse hechos culturales de primer orden, de los cuales no es el último la fundación NOBEL. Según su composición química, la nitroglicerina, C3H5 (ONO2)3 llamada también aceite explosivo, es el trinitrato de glicerina formado según la siguiente ecuación:

C3H5(OH)3 + 3 HNO3 è C3H5(ONO2)3 + 3 H2O

En realidad, el proceso de la reacción es más complicado. Pero, si se tiene en cuenta la teoría del equilibrio químico, puede deducirse de esta ecuación casi todo los puntos de vista que sirven de norma a la fabricación. Por la adición de ácido sulfúrico que absorbe agua, así como de un exceso de ácido nítrico, todavía se corre más el equilibrio hacia la formación de la nitroglicerina, ya que la nitroglicerina es casi insoluble en el ácido nitrificante, y por lo tanto, se separa de la mezcla de reacción inmediatamente después de su formación. por el contrario, los nitratos inferiores de la glicerina, glicerina mononitrada y glicerina dinitrada, quedan disueltos en el ácido; constituyen los escalones intermedios de la marcha de la transformación de la glicerina en trinitroglicerina y se ponen tanto menos de manifiesto cuanto más concentrado es el ácido nitrificante. El rendimiento de nitroglicerina dependerá en esencia, después de establecido el equilibrio, de la concentración de los distintos componentes y en particular del agua. Estas conclusiones anteriormente han sido confirmadas en la práctica.

Dicho en pocas palabras, el procedimiento de obtención de la nitroglicerina consiste en dejar caer glicerina, lo más libre posible de agua, en chorro delgado, sobre una mezcla fría de ácido sulfúrico y nitrito fuerte, empleando para ello un recipiente que permita la refrigeración intensa y la mezcla intima de los componentes, de modo que la temperatura no pase más allá de cierto límite.

La nitroglicerina separada de los ácidos se lava bien, y se neutraliza por último completamente por medio de una solución de sosa diluida y deseca por filtración sobre sal común o sobre otras sustancias que retengan el agua. En la industria se emplea para la nitración de la glicerina un depósito de plomo espacioso, completamente cerrado y rodeado de una envoltura de madera, provisto de refrigeración (K) interior y exterior, Mezclador (M) , tubos de entrada para la glicerina (G) y para los ácidos (S) , grifo de vaciado (H) , termómetro (T) y, por lo general, también tubo de evacuación de vapores (V) con mirilla (L) para la observación. El fondo del aparato de nitración está dispuesto en pendiente. Su tapa tiene varias aberturas (A) cubiertas con cristales a través de los cuales pueden seguirse los procesos en el aparato de nitración. En su interior se encuentran varios serpentines de plomo arrollados en hélice por los cuales circula líquido refrigerante que es agua fría o también lejía de cloruro de cal enfriada por debajo de 0º C. En el fondo del aparato de nitración existen, además, varias tuberías de plomo con aberturas finas que tienen por objeto establecer de un modo seguro la mezcla íntima de la glicerina con la mezcla ácida, dando entrada a aire a presión, y en este caso de que falle, al ácido carbónico. Como con esta agitación con aire a presión se desprende mucho ácido nítrico de la mezcla ácida, en muchas fábricas se ha equipado el aparato de nitración además, con dos ejes verticales provistos de aletas agitadoras y se ha suprimido el escape de vapor. Todas estas disposiciones, a primera vista complicadas no tienen más objeto que practicar la operación de la nitración con el menor peligro posible. El empleo de buenos reactivos ayudará mucho en este sentido. La glicerina debe tener una densidad de 1,262 g/cc por lo menos. Los ácidos libres, en particular ácidos grasos, no deben encontrarse en cantidad perceptible y la cantidad de impureza orgánica e inorgánica reunida no debe pasar del 0,25%. El ácido nítrico debe tener un contenido de 93 - 94% de HNO3 y 0,5 - 1% de óxidos de nitrógeno de menor grado de oxidación. La proporción entre la glicerina y la mezcla ácida oscila, según la concentración de esta última, entre 5 y 9 veces la cantidad de glicerina, en lo cual la composición del ácido nitrificante se toma de modo que por 100 partes en peso de glicerina se tengan 230 - 270 partes de ácido nítrico monohidratado. Consideraciones de índole diversa determina también la elevación de la temperatura de nitración más favorable de 25 - 30ºC; sin embargo, no es raro nitrar a 20ºC y aún temperaturas inferiores, en particular con mezclas ácidas relativamente ricas en ácido nítrico. La mezcla ácida enfriada a 15ºC se deja pasar al aparato de nitración y en él se pone en agitación violenta agregando poco a poco la glicerina en forma de líquido ligero para lo cual se calienta si es necesario a 25 - 30ºC. La reacción que se inicia en seguida va acompañada de un considerable desprendimiento de calor, pues por cada kilogramo de glicerina transformada quedan libres 160 calorías. Es preciso, por los tanto, procurar cuidadosamente por medio de disposiciones muy eficaces de refrigeración que el baño de nitración tenga una temperatura constante no superior a 30ºC.

La duración de la nitración depende, como es natural, en primera línea de la cantidad de nitroglicerina tratada de una vez. Mientras 100 Kg. de glicerina pueden dejarse caer en los ácidos en unos 15 minutos, una cantidad de 600 o más kilogramos de glicerina necesita para ello una hora entera y aún más.

En segunda línea, la constitución de la glicerina ejerce una acción retardadora, en particular cuando la glicerina que se forma se separa difícilmente de la mezcla ácida que tiene mayor densidad, sin que el ensayo analítico de la glicerina de medios para prever esta circunstancia. Como es natural, desempeñan también un papel en la cuestión de la velocidad de nitración la temperatura del agua de refrigeración, y la del aire exterior. Terminada la nitración, se acostumbra pasar la carga nitrada enfriada a 10 - 15ºC al embudo separador, en el cual se verifica la separación definitiva entre el aceite explosivo y los ácidos. Se necesitan 10 - 20 minutos para la formación de dos capas bien separadas. Muchas veces se retarda este proceso por el hecho de que la nitroglicerina permanece en emulsión viscosa en la superficie de separación. No se conoce todavía con seguridad cual es la causa de la formación de esta viscosidad perturbadora; por lo demás se dispone de una serie de medios que empleados convenientemente producen ya una aceleración importante en la separación del aceite explosivo. Como tales sustancias adicionales se recomienda en la D.R.P. el aceite de parafina, vaselina, en la D.R.P., los fluoruros alcalinos. En general, los ácidos residuales cuya composición es: 73% de H2SO4, 10% de HNO3 y 18% de H2O, se envían a las cámaras de segunda separación en las cuales se encuentran unos barriles de gran capacidad forrados de plomo para recibir las grandes cantidades de ácidos. En estos barriles se mantienen los ácidos a una temperatura lo más baja posible, hasta que toda la nitroglicerina finamente repartida se reúne en la parte superior, que se va estrechando, desde la cual puede ser evacuada. De este modo, puede obtenerse después e la fabricación principal de 1 a 15% de la cantidad de nitroglicerina ácida todavía impura, en contacto con los ácidos residuales ha dado lugar, en muchos casos, a explosivos. Como antes se ha destacado, esta operación de la segunda separación, no exenta de peligros, puede evitarse en absoluto agregando a los ácidos residuales un 2% de agua, con lo cual toda trinitroglicerina en suspensión se transforma en soluble y después en dinitroglicerina, inofensiva. El aceite explosivo procedente de las diversas operaciones de separación es en seguida llevado al agua privándole, por medio de lavados con agua; de la mayor parte de los ácidos arrastrados y después se neutraliza con sosa. Con esto, no ha quedado terminada de modo alguno la depuración; siguen todavía 4 - 6 lavados con agua caliente, en caso de necesidad se continúa hasta que el aceite aguanta la prueba de calor prescrita. Finalmente, pasa a unos filtros que retienen los componentes viscosos, el barro de la sosa y otras impurezas y se deshidrata también por completo con la ayuda de sal común, sulfato de sodio, etc.

Aparato de Nitracion en el cual se efecuta tambien la separacion de la nitroglicerina

Despues de formada la linea de separacion entre la nitroglicerina y la mezcla acida se dejan entrar acidos residuales de una nitracion anterior lentamente por abjao en el aparato nitrador, de modo que la mezcla procedente de la reaccion va subiendo poco a pco. El aceite explosivo va saliendo hacia el recipiente de lavado previo, en el cual se continua su tratamiento del modo corriente. Tambien se elude por la adicion de algo de agua a los acidos residuales la ultima separacion, es decir, la separacion de las ultimas partes de nitroglicerina en suspensión en los acidos. Ademas de esto se atribuye al procedimiento anterior de fabricacion de la nitroglicerina la ventaja de que con el se suprime el paso no sin peligro del aceite explosivo a traves de los grifos de gres.

Propiedades.

La nitroglicerina es un líquido claro, inodoro y aceitoso que acostumbra a estar teñido de un color amarillo muy débil. El aceite explosivo químicamente puro, como el que puede obtenerse por repetida cristalización es completamente incoloro. Este último tiene un contenido de nitrógeno de 18.45 - 18.50%, mientras que en la industria no se alcanza más de un 18.2 18.3%. El líquido tiene un sabor dulce ardiente por el cual pude ser reconocido fácilmente y es venenoso. En agua es poco soluble, aproximadamente en la proporción de 800:1; es algo más soluble en sulfuro de carbono, bencina y se disuelve fácilmente en alcohol, éter y muchos solventes orgánicos. El punto de ebullición de la nitroglicerina se encuentra aproximadamente en los 220ºC, a presión atmosférica. La nitroglicerina puede enfriarse a temperaturas inferiores a 13ºC y entonces, su densidad aumenta desde 1.60 a 1.735 g/cc. La nitroglicerina helada se presenta en dos distintas formas cristalinas o bien, en laminillas delgadas, rómbicas, con el punto de solidificación de 1.9ºC y el punto de fusión de 2ºC, que comunican a la nitroglicerina helada una textura relativamente blanda, o bien en agujas duras prismáticas que se cortan formando nudos con punto de solidificación de 13.0ºC y punto de fusión de 13.2ºC. La última forma, la estable se observa, por lo general, en la nitroglicerina helada; la primera, la forma inestable por el rozamiento, sacudiendo y circunstancias análogas, con lo cual quedan libres 28.0 calorías por cada gramo de sustancia. La nitroglicerina es, en cualquier forma, sensible a un caldeo repentino, aunque no sea precisamente inflamable con facilidad; asimismo, los choques violentos y el rozamiento o un esfuerzo demasiado energético puede tener por consecuencia la detonación.

PROCESO DE NITRACIÓN

Para la nitración de la glicerina se emplea un depósito de plomo, cerrado y rodeado de una envoltura de madera, provisto de: -

Una refrigeración interior y exterior. Mezclador. Tubos de entrada para la glicerina. Tubos de entrada para los ácidos. Grifo de vaciado. Termómetro. Tubo de evacuación de vapores. Mirilla para la observación.

El fondo del aparato está en pendiente. Su tapa tiene varias aberturas, cubiertas con cristales. Al interior hay varios serpentines de plomo, por donde circula líquido refrigerante (agua fría o cloruro de cal enfriada). En el fondo del aparato también hay varias tuberías de plomo, con el objeto de asegurar la mezcla íntima de la glicerina con la mezcla ácida, entrando aire a presión. Ya que al agitar el aire a presión se desprende mucho ácido nítrico de la mezcla ácida, en muchas fábricas se ha incluido 2 ejes verticales, provistos de aletas agitadoras, suprimiendo el escape de vapor. La T° más favorable para la nitración es de 25-30°C, aunque puede ser de un poco menos.

PROCEDIMIENTO.

La mezcla ácida enfriada a 15°C se pasa al aparato de nitración. Se agita violentamente agregando de a poco la glicerina líquida. La reacción provoca un desprendimiento de calor. Para eso se dispone del refrigerante, para que el baño de nitración no supere los 30°C. Terminada la nitración, se pasa la carga nitrada a un embudo separador, donde se verifica la separación entre el aceite explosivo y los ácidos, en un tiempo de 10-20 minutos, para formarse 2 capas.

No obstante, aún quedan ácidos libres provenientes de nitraciones anteriores. Estos se envían a las cámaras de 2° separación, donde hay barriles de plomo que mantienen los ácidos lo más frío posible para seguir sacando pequeñas cantidades de nitroglicerina.

El aceite explosivo es luego llevado al agua para apartar algunos ácidos arrastrados y después se neutraliza con sosa. Finalmente, pasa a unos filtros que retienen los componentes viscosos, el barro de la sosa y otras impurezas, y se deshidrata completamente con sal común, sulfato de sodio, etc.

ENSAYOS DE LOS EXPLOSIVOS

Las pruebas más importantes empleadas para comparar los explosivos o averiguar su adaptabilidad a los usos comerciales o militares, son las que determinan la sensibilidad, estabilidad, potencia rompedora y potencia explosiva. Si se ve que un explosivo es satisfactorio en esos respectos, para su evaluación final se hacen pruebas sobre higroscopicidad, volatilidad, solubilidad, densidad, compatibilidad con otros materiales y resistencia a la hidrólisis. Los explosivos propulsores se someten a ensayos especiales de estabilidad, ya que su sensibilidad es de importancia secundaria y el potencial balístico se determina por medio de pruebas funcionales en armas. Aquí damos descripciones breves de las pruebas para las cualidades explosivas y de estabilidad.

SENSIBILIDAD.

Pruebas de choque. La sensibilidad al choque se determina sometiendo una pequeña cantidad de explosivo encerrado al choque de un peso de 2 Kg. que cae, determinando la altura mínima de caída que provoca por lo menos una explosión en diez pruebas. Con el aparato de la Oficina de Minas (prueba B), se extienden uniformemente 0.02 gramos de materia sobre un área de 1 cm de diámetro y se cubre con un émbolo de 2 Kg. cuya boca tiene 1 cm. de diámetro. El peso que cae choca contra el extremo superior del émbolo.

Si el explosivo es líquido, se mantiene la muestra en posición absorbiéndola en un disco de papel de filtro seco de 1 cm. de diámetro. Con el aparato del Arsenal de Picatinny (prueba A), se llena la cavidad de un vaso de acero con el explosivo sólido o líquido, se cubre el vaso con una tapa cilíndrica de latón que encaja por resbalamiento, y se pone un pequeño taco de acero sobre el centro de la tapa de latón. En esta prueba, el peso al caer choca contra el taco de acero.

Pruebas de temperatura de explosión. La sensibilidad a la explosión por el calor se mide por la temperatura necesaria para provocar la explosión en 5 segundos o en menos de 0.1 segundo. En el primer caso, se pone una muestra de 0.02 gramos en una cápsula de detonación de latón de dorar, cuyo extremo inferior se sumerge en un baño de metal Wood fundido a una temperatura medida. Se observa con un cronómetro el tiempo necesario para provocar la explosión, el fogonazo o la descomposición muy rápida. La temperatura para provocar la explosión en 5 segundos puede obtenerse haciendo varias pruebas a diferentes temperaturas y trazando una curva de explosión que dé el tiempo en función de la temperatura. La temperatura necesaria para provocar la explosión instantánea (menos de 0.1 segundo) se determina dejando caer pequeños cristales de explosivo sobre la superficie de un metal fundido mantenido a temperatura que se mide. Se observa el tiempo necesario para la explosión y se varía la temperatura hasta que se obtiene la temperatura mínima necesaria para producir la explosión, el fogonazo o la descomposición instantánea. No todos los explosivos detonan en las pruebas de temperatura de explosión; en algunos casos, la descomposición es acompañada por una ráfaga de gas y humo y en otros casos no se produce ningún desprendimiento violento de gases o humo.

Prueba del péndulo de rozamiento. La sensibilidad al razonamiento se determina por esta prueba. Se extiende uniformemente una muestra de 7 gramos del explosivo sobre una placa de acero rayada que sirve de base, y se deja que una zapata de acero de 20 Kg, cayendo desde una altura de 1.5 cm., oscile de un lado a otro a manera de un péndulo barriendo la placa de base. El vástago que sostiene la zapata se ajusta de modo que la zapata resbale sobre la placa 18+/- 1 veces cuando no está presente ningún explosivo. Se hacen pruebas con 10 muestras y se anota el número de chasquidos, chisporroteos, inflamaciones y explosiones que se producen.

Prueba del choque de la bala de fusil.

Se prepara una bomba atornillando una cápsula en un extremo de un tubo de hierro fundido de 2 pulgadas de largo y 2 pulgadas de diámetro, roscado en los dos extremos. Se llena la bomba con el explosivo líquido, prensado o fundido, y se cierra atornillando otra cápsula roscada. Con la bomba cargada en posición vertical, se dispara una bala de 0.30 pulg. a través de ella desde una distancia de 30 pies. Se hacen por lo menos 5 de estas pruebas y se anota el número de explosiones.

Sensibilidad a la iniciación. Esta se determina por una modificación de la prueba de arena. Se comprime una muestra de 0.40 gramos del explosivo en una cápsula de barreno vacía y se comprimen encima de la muestra cargas sucesivas de 0.10 gramos de Tetrilo y 0.20 gramos de azida de plomo. Se disparan 5 de estos artificios en la bomba de la prueba de arena y se determina la cantidad media de arena triturada después de hacer la corrección correspondiente a la triturada por el Tetrilo y la azida. En pruebas sucesivas se determina la cantidad mínima de Tetrilo o de Azida de plomo que se necesita para triturar la misma cantidad de arena.

POTENCIA ROMPEDORA

Prueba de la arena. La potencia rompedora o de fragmentación se determina por medio de la prueba de arena. Se comprime una muestra de 0.40 gramos del explosivo en una cápsula metálica aplicando una presión de 210 Kg/cm2. Se añaden cargas de 0.10 gramos de Tetrilo y 0.20 gramos de Azida de plomo con la misma presión y, finalmente, se comprime una cápsula de refuerzo contra la carga superior. Se inserta un trozo de mecha de minero de 8 pulg. de largo en la cápsula y se sujeta fuertemente. El detonador así montado se centra en una bomba que contiene 80 gramos de arena de Ottawa de una finura tal que toda ella pasa por el tamiz N° 20 pero no pasa ninguna por el tamiz N°30. Después se añaden 120 gramos más de que sobresale por un agujero en la placa superior. La cantidad de arena triturada se determina pesando la porción que pasa por el tamiz N° 30. La cantidad obtenida se corrige restando el peso (determinado por separado) de arena triturada por 0.10 gramos de Tetrilo y 0.20 gramos de Azida de plomo. El peso neto así obtenido es representativo de la carga de 0.40 gramos del explosivo sometido a la prueba. Por supuesto, los explosivos iniciadores sensibles a la llama, como la Azida de plomo y el fulminato de mercurio, no exigen cargas sobrepuestas para esta prueba.

POTENCIA EXPLOSIVA

Prueba del péndulo balístico. Esta prueba utiliza la igualdad de la acción y la reacción para medir la fuerza explosiva. Se hace detonar una muestra del explosivo en un pesado mortero suspendido por un vástago de péndulo y cerrado por un cilindro de acero holgadamente ajustado con un peso de 36 lb. Hay una escala adyacente que muestra la desviación angular del mortero con respecto a su posición de reposo cuando es lanzado el tapón de acero en la dirección opuesta. En la práctica, se determina la desviación producida por 10 gramos de TNT, y después se averigua en el explosivo probado el peso necesario para producir aproximadamente la misma desviación. Después se calcula el peso necesario para producir exactamente la misma desviación. Partiendo de esta cifra y de la correspondiente a 10 gramos de TNT, se calcula la potencia del otro explosivo.

Prueba de Trauzl del bloque de plomo. Esta prueba se verifica haciendo estallar una carga de 10 gramos de explosivo en una cavidad cilíndrica de 25 mm. de diámetro y 125 mm de altura, abierta en un bloque cilíndrico de plomo de 200 mm de diámetro e igual altura. La muestra se envuelve en papel de estaño, con un detonador incluido en la carga, y se coloca en el fondo de la cavidad. Luego se ataca ésta con arena. Después que se ha inflamado la carga, se determina el volumen de la cavidad vertiendo dentro de ella agua con una probeta graduada. El ensanchamiento producido por el explosivo se halla restando del volumen determinado el volumen original más el ensanchamiento causado por el detonador. Este último ensanchamiento se determina por separado de la misma manera.

Calor de explosión. La capacidad de trabajo o la fuerza de un explosivo o un propulsor puede determinarse midiendo el calor liberado durante la detonación o la autocombustión en atmósfera inerte. Con los explosivos de alta potencia esto se hace en una bomba calorimétrica muy grande que permite hacer detonar los explosivos sin que se rompa la bomba. Los propulsores pueden probarse en bombas calorimétricas mucho más pequeñas, en las cuales se inflaman muestras de 1-2 gramos por medio de un alambre calentado eléctricamente.

ESTABILIDAD

Prueba de vigilancia a 65.5° C. Esta prueba se aplica principalmente a los propulsores, pero puede aplicarse a los explosivos. Se pone una muestra de 45 gramos en un frasco de cristal, provisto de un tapón de vidrio esmerilado. El frasco se coloca en una estufa o una cámara mantenida a 65.5 +/- 1.0°C. Diariamente se hace una observación visual para descubrir la aparición de vapores rojos, momento que se considera como la terminación de la prueba. El número de días necesarios para producir la liberación de vapores rojos representa la estabilidad relativa del propulsor o el explosivo y las pruebas que dan 30 días, o menos, se consideran de inestabilidad peligrosa. El deterioro puede establecerse por medio de pruebas periódicas del propulsor.

Prueba internacional a 75° C. Se traslada una muestra de 10 gramos del explosivo a un frasco tarado de 35 mm de diámetro y 50 mm de profundidad. Se pone un vidrio de reloj sobre la boca del frasco de modo que éste quede holgadamente cubierto. El frasco y el contenido se calienta 75°C durante 48 horas, se enfrían, se pesan y se examinan para ver si se han producido vapores o descomposición, indicados por el aspecto o el olor. Si la pérdida de peso excede del contenido de humedad de la muestra, esto indica volatilidad o descomposición.

Prueba de calentamiento a 100°C. La humedad del explosivo se determina secando una porción pesada de 10 gramos en un desecador hasta peso constante y calculando la pérdida de peso como porcentaje de humedad. Se ponen porciones pesadas de 0.60 gramos de la muestra en 2 tubos de ensayo de 75 mm de longitud y 10 mm de diámetro, uno de los cuales ha sido tarado. Los tubos con su contenido se ponen en una estufa mantenida a 100 +/- 1°C. Al cabo de 48 horas, se saca el tubo tarado, se enfría, se pesa y se vuelve a poner en la estufa. Se calienta el tubo durante otras 48 horas, se saca y se vuelve a enfriar y a pesar. El porcentaje de pérdida durante cada período de calentamiento se calcula haciendo una corrección por la humedad antes determinada. El tubo no tarado y su contenido se calientan a 100°C. durante 100 horas y se anota cualquier inflamación o explosión que se observe.

ACCESORIOS PARA LA INICIACIÓN DE PRODUCTOS EXPLOSIVOS

Los accesorios de tronadura son elementos explosivos destinados a iniciar una carga explosiva, por medio de una energía recibida, ya sea por llama, por golpe o energía eléctrica, cumpliendo así su objetivo como complemento de una demolición, ya sea subterránea o a cielo abierto. Estos accesorios de tronadura, para su empleo en el terreno, deben cumplir con ciertos requisitos y exigencias de acuerdo a normas vigentes en la actualidad. Los accesorios de tronadura más utilizados son los siguientes:

-

Cordón detonante. Detonadores. Cuerdas mechas. Conectores de retardo. Cordón detonante

Cordón detonante

El cordón detonante es una cuerda flexible y resistente, con un núcleo interior que contiene P.E.T.N., cubierto con capas textiles y plásticas. Es iniciado por un fulminante o detonador que puede, ser eléctrico o no eléctrico y su detonación se propaga a 7200 m/seg. Su objetivo principal es iniciar los altos explosivos. Su uso es aconsejable en los siguientes casos:

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Donde el disparo eléctrico no es conveniente, ya que elimina el peligro de iniciación prematura, por electricidad estática o corrientes extrañas. En perforaciones profundas.

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En tronaduras múltiples a cielo abierto, en combinación con conectores de retardo. En tronadura secundaria. Para la inflamación simultánea de varias cargas colocadas distantes una de otras.

El cordón detonante presenta la ventaja de resistir la intemperie y de no fallar en su encendido. Cuando la calidad del cordón detonante ofrece dudas, se le prueba haciendo detonar un trozo, el que no debe dejar residuos ni pedazos sin estallar. La forma práctica de hacer esto es tomar cinco o seis trozos de cordón detonantes de unos 60 cm. cada uno. Se coloca en el primero un detonador con mecha, y en los demás se parte longitudinalmente un extremo con atadura torcida se cubren unos 13 cm. del cordón detonante. cada extremo del trozo así partido se enrolla en el interior, cuidando que quede apretado. Las uniones de cada cordón detonante se hacen por medio de una unión de chicote con chicote, o aprovechando de unir las puntas del cordón a las mismas cargas en el sistema sucesivo. No conviene sacar más de dos ramales de cada unión. Actualmente existe una variedad de cordones detonantes que se fabrican por industrias de explosivos industriales con licencia extranjera, y otros que se importan, para el uso industrial en Chile. De los que se fabrican en Chile, con licencia extranjera, tenemos dos tipos:

- Línea PRIMACORD

- Línea DENACORD

Línea Primacrod.

1.- Reforzado. Características: -

Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 85 Kg. Diámetro exterior : 5,5 mm. Color : amarillo con rojo

2.- E-CORD, características: -

Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 75 Kg. Diámetro exterior : 4,3 mm. Color : amarillo, rojo, azul

3.- DETACORD, características: -

Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 60 Kg. Diámetro exterior : 3,8 mm. Color : amarillo con azul

4.- Primaline, características:

-

Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 75 Kg. Diámetro exterior : 3,6 mm. Color : amarillo con negro

Línea Denacor.

1.- Denacord 10, características:

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Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 75 Kg. Diámetro exterior :4, 3 mm. Color : amarillo

2.- Denacord 5, características:

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Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 65 Kg. Diámetro exterior : 3,6 mm.

-

Color : anaranjado

3.- Denacord 3, características:

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Velocidad de detonación : 6500 m/seg. Resistencia a la tensión : 45 Kg. Diámetro exterior : 3,2 mm. Color : verde

La diferencia entre ambas líneas de productos es en cuanto a su determinación exterior, ya que los DENACORD no llevan el tejido textil entrecruzado y encerrado, típico de la línea PRIMACORD. Ademas, de las lineas anteriores tenemos una empresa peruana que tambien tiene empresas aquí en Chile y en relacion a los cordones detonantes destaca que son accesorios no electricos para voladura con propiedades importantes como alta velocidad de detonacion, facilidad de manipuleo y gran seguridad. Estan constituidos por un nucleo de pentrita (PETN) recubierto con fibras sinteticas y cubierta plastica. En el caso de cordones reforzados se utilizan hilos y resinas parafinadas. El uso de estos accesorios esta orientado a la mineria superficial, canteras, explosion sismica y ocasionalmente a la mineria del subsuelo, pues trabajan adecuadamente voladuras de lodo diametro a taladras, en grandes voladuras simultaneas y retardadas en cumplimiento con los accesorios adecuados.

Detonadores. Son artificios que tienen por objeto producir, bajo estímulo de una llama, energía eléctrica o un choque, una onda explosiva capaz de llevar a los explosivos que lo rodean a una detonación.

Un detonador comprende, en general, los siguientes elementos: -

Una envoltura metálica de cobre, aluminio o aleaciones. Una carga de explosivos primarios o iniciadores, que puede ser: fulminato de mercurio, nitruro de plomo, etc. Una carga de explosivos secundarios, que puede ser: PETN, TNT, etc

Los detonadores se clasifican, atendiendo a su poder detonante en números del 1 al 10 y se relaciona con el poder detonante de una carga de fulminato de mercurio, que servirá de patrón. Las designaciones según su uso son únicas, pues la única medida exacta para su definición es su poder detonante. En la actualidad las fábricas de explosivos industriales, no fabrican detonadores, sino que los importan. Los detonadores que actualmente se encuentran en uso son:

Detonadores eléctricos y detonadores a cuerda mecha.

Detonadores eléctricos.

Los detonadores en los cuales se aprovecha la energía eléctrica para iniciarlos o encenderlos. Esta puede actuar por el salto de una chispa o por la incandescencia de un filamento de platino o nicrom. La incandescencia de un filamento se produce en el seno de una carga sensible al calor necesario para iniciar el explosivo primario o iniciador o el elemento de retardo en los detonadores instantáneos o e retado respectivamente. Actualmente, sólo se emplea el sistema de incandescencia.

Esta incandescencia se logra al hacer pasar corriente a través de un filamento de nicrom. Existen dos tipos de detonadores eléctricos a saber:

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Detonadores eléctricos instantáneos.

-

Detonadores eléctricos con retardo.

Detonadores eléctricos instantáneos.

Son aquellos que al paso de una pequeña corriente eléctrica, el alambre de nicrom se pone incandescente, produciendo en forma inmediata la explosión del detonador. Existen detonadores eléctricos instantáneos de diferentes números.

Detonadores eléctricos con retardo.

Son aquellos en que se le ha intercalado un elemento de retardo entre el inflamador y la carga del explosivo iniciador, con el objeto de provocar un retardo controlado y regular.

Los detonadores eléctricos de retardo pueden ser a su vez de milisegundos o de medio segundo. Hay una gran variedad de detonadores de este tipo, pero conveniente mencionar que hay de sensibilidad normal o altamente insensible, con casquillo de cobre

Detonadores a cuerda mecha.

También llamados detonadores corrientes, o detonadores a mecha, o se les designa por su número. Son artificios que tienen por objeto producir, bajo la excitación de una llama, una onda explosiva capaz de llevar a la detonación a los explosivos secundarios que conforman la carga explosiva. Los detonadores no eléctricos o a cuerda mecha, deben cumplir con ciertas exigencias:

-

Longitud mínima de la parte vacía : 18 mm.

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El tubo cilíndrico debe ser de un espesor uniforme, de material homogéneos, químicamente estable, no ser atacado por el explosivo empleado en el interior del detonador, no ser afectados por la humedad, notaren porosidades, grietas ni abolladuras ni rebarbas en sus bordes y no contener materias extrañas.

Existen variados tipos de detonadores no eléctricos, pero cabe hacer mención que en la actualidad se fabrican detonadores en envases plásticos, y que es conveniente dar a conocer las características más importantes de uno de ellos.

Nonel Primadet.

Este es un detonador no eléctrico de los más recientes que han salido al mercado; consiste en un tubo delgado de plástico, que en su interior lleva una película de material reactivo. Al ser iniciado transmite una onda de choque que se desplaza a 2000 m/seg. Sin efecto exterior, pero capaz de activar una cápsula detonante. Al tubo plástico Nonel Primadet se le llama detonador porque va complementado con una cápsula detonante en su interior. Las ventajas del sistema Nonel Primadet son las siguientes:

-

Seguro de no ser iniciado accidentalmente por descargas eléctricas. Insensible a la iniciación por golpes. El tubo Nonel no es capaz de detonar ningún explosivo en contacto con él. No se requiere uso de instrumentos para chequear circuitos. Confiable en su funcionamiento y fácil de operar

Cuerda mecha.

Es un artificio en forma de cordón que tiene por objeto conducir el fuego en forma continua hasta una carga explosiva, con el fin de hacerla estallar y que cumpla con el objetivo para el cual fueron diseñadas, de acuerdo a ciertas normas. La cuerda mecha consta esencialmente de un alma de pólvora negra de grano fino, que para asegurar su continuidad a sido arrastrada por una o dos hebras de hilo de algodón. La envoltura está formada, a su vez por una capa de hilos de cáñamo, yute o lino torcido en un sentido determinado y dos o tres capas de algodón torcido en sentido alternado para asegurar una estructura firme y que no se destuerza. A veces se le agrega una cinta de papel Kraft para mejorar algunas características. Toda esta envoltura va impregnada en una sustancia impermeabilizante, formando capas que puede ser asfalto, gutapercha o látex, según sea su uso posterior. Actualmente hay dos tipos de cuerdas mechas que son las siguientes:

Mecha de combustión lenta. La mecha de combustión lenta se compone de una mezcla granulada que arde lentamente, envuelta en una capa impermeable de pitilla alquitranada; la velocidad de combustión es de 1 cm/seg. (si la mecha se humedece, quema más lento).

Puede permanecer bajo agua varias horas sin sufrir en los más mínimo, siempre que los extremos estén protegidos y su superficie no presente grietas. Su combustión es uniforme, aún bajo el agua. Para almacenarla se protegen sus extremos, envolviéndola con huincha engomada o cubriéndolas con pasta caucho. No obstante, se recomienda cortar siempre un pedazo de la punta de la mecha antes de usarla. La mecha de combustión lenta que ha sido expuesta al hielo es muy quebradiza y cuando no se puede calentar previamente, hay que tener cuidado de no doblarla mucho. Debe evitarse que la mecha quede expuesta durante largo tiempo a los rayos solares.

Los aceites y grasas atacan la envoltura. la velocidad de combustión disminuye con la menor presión atmosférica (mayor altura) y aumenta en espacios cerrados. Para cerciorase del buen estado de la mecha y de la velocidad de combustión se quema un pedazo de 15 a 20 cm de largo, del respectivo rollo, antes del empleo.

Mecha de combustión rápida.

La mecha de combustión rápida consta de varios hilos de mecha común de pólvora, colocados uno al lado de otros. Estos hilos se envuelven primeramente en una huincha de hilo encerrado; después, en un tejido de algodón; en seguida, en una envoltura impermeable de goma y, finalmente, en pitilla delgada. Entre la pitilla delgada y la envoltura de goma, van ocho hilos longitudinalmente que dan a la mecha de combustión la resistencia necesaria contra rupturas por los fuertes sacudimientos que sufre al inflamarse. La mecha de combustión rápida puede emplearse, tal como la de combustión lenta, bajo el agua. Hace detonar cargas a las distancias usuales, casi instantáneamente. Debe evitarse que sufra grandes presiones, pues éstas impiden la rápida acción de ella. Por este motivo, las amarras para esta mecha no se hacen con una sola vuelta firmemente apretada, sino con varias menos apretadas. Para almacenarlas, se procede con sus extremidades de una manera análoga como en la combustión lenta. Para examinar la mecha de combustión rápida, se coloca un trozo de varios metros de largo durante una hora en el agua, pero de modo que los extremos queden fuera de ésta. La mecha en buen estado, se quema produciendo una detonación.

Conector de retardo.

El conector de retardo de milisegundos (m.s) de superficie es una cápsula metálica, a la que se inserta, en ambos extremos, un cordón detonante, y su misión es retardar la salida entre tiros. Con esto se logra una secuencia de salida que permite:

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Mejorar la fragmentación. Reducir las vibraciones. Realizar tronaduras mayores. Reducir proyección. Reducir sobre-excavación.

Actualmente, se dispone de stock de conectores de retardo de 10, 17 y 25 m,s., de procedencia extranjera (I.C.I. Inglaterra). Son envasados en cajas de 50 unidades.

PRECAUCIONES DE SEGURIDAD DE EXPLOSIVOS

Generalidades.

Las instrucciones, relacionadas con el manejo y estiba de explosivos prescritas en este capítulo, solamente son de naturaleza general, pero deben aplicarse estrictamente en cualquier labor que requiera la utilización de algún explosivo. Es muy difícil abarcar toda posible emergencia que se pueda presentar y que, no se como corresponde, puede acarrear serios resultados.

Manejo de explosivos específicos.

A) TNT: los fragmentos de este elemento no deben acumularse, sino que destruirse o quemarse enseguida cuando se ha trabajado con él.

B) Cargas huecas: éstas tienen formas de conos para aumentar su potencia. Las rasgaduras, roturas o abolladuras destruyen esta forma y disminuye así su eficacia.

C) Dinamita: La dinamita comercial es más sensible al calor y golpes que cualquier otro explosivo. La nitroglicerina que contiene se escurre por el cartucho. Para reducir al mínimo este fenómeno, los cartuchos deben colocarse horizontales. La dinamita alterada se conoce por la sustancia aceitosa que se acumula en la envoltura por efectos de separación de la nitroglicerina. La dinamita en este estado es extremadamente peligrosa, no debiendo usarse sino destruirse de inmediato.

D) Cordón detonante: Se deben evitar retorcimientos, se deben extender las líneas tan rectas como sea posible, pero no tirantes para no romper la cubierta o el tren explosivo interior. Al sumirlas en agua para hacerla detonar deben sellarse con compuestos no corrosivos ambos extremos para evitar humedad.

Transporte.

El transporte y manejo de los explosivos deben hacerse siempre con gran cuidado.

Los explosivos pueden manejarse sin temor cuando son tratados con precaución, pero se tornan peligrosos cuando se maltratan, pues son susceptibles a hacer explosión y producir accidentes. No se emplean nunca ganchos ni herramientas de fierro para mover cajas o proyectiles. Los vehículos para el transporte deben estar provistos de piso de madera y carrocería cerrada. Los explosivos transportados en un vehículo abierto deben cubrirse con una lona y no debe cargarse excesivamente. Los vehículos empleados en el transporte de los explosivos no deben llevar nunca metales, carburos, aceites, fósforos, acumuladores, ácidos, sustancias inflamables o corrosivas, etc. Los detonadores y fulminantes deben ser transportados en vehículos separados de los altos explosivos.

Conducción de explosivos al punto de trabajo.

El transporte de explosivos, detonadores o fulminantes desde el polvorín o almacén al punto de operación implica precauciones especiales según las condiciones de trabajo.

Deben mantenerse separados hasta el último momento. Al iniciar un trabajo, debe mantenerse cerca únicamente el explosivo a utilizar. Los alambres de los detonadores eléctricos deben ser protegidos contra las corrientes eléctricas y contra el contacto con las superficies cargadas de electricidad. Cuando se trabaja recibiendo, transportando o sacando explosivos, debe apostarse vigilantes.

Almacenaje.

El almacenaje de los explosivos influye en la seguridad del empleo de éstos, mucho más de lo que generalmente se piensa. El almacenaje inadecuado se traduce directamente en fallas. Por ejemplo, basta una pequeña gotera en el techo del polvorín para que se moje el explosivo y ocasione una falla.

Todos los explosivos afectados por la humedad producen casi siempre fallas de detonación. La falta de ventilación de los polvorines suele ser también causa de fallas. Cuando el aire no circula bien en ellos, el ambiente se torna cálido y húmedo, y la larga permanencia en tal atmósfera produce en alguno explosivos, como fulminantes o mecha por ejemplo, efectos parecidos a contaminación por gran humedad. No se debe usar fósforos cerca de explosivos. Cuando se necesite luz artificial, deben emplearse linternas a pilas. Jamás deben utilizarse linternas a petróleo, bencina o químicas.

CONCLUSIÓN

Con el paso del tiempo, los explosivos han pasado a ser una necesidad para aquellas personas y sus industrias que requieren sus beneficios, ya que al comienzo de su invención, el explosivo constituía solo un medio para fines bélicos y escasamente la explotación de alguna mina. En la actualidad, tanto el explosivo mismo como sus accesorios, poseen variados usos, a nivel industrial y social. Junto a esto, se destaca el avance tecnológico del uso del explosivo, con el fin de economizar material, disminuir espacio del producto para mayor comodidad y también se modernizó el explosivo con el fin de que al detonar produzca la descomposición o destrucción en un espacio determinado. Además, se han optimizado las propiedades de ruido, gases tóxicos, sensibilidad y el control de la energía que emite un material explosivo en general.

BIBLIOGRAFIA

APUNTES DEL EJERCITO DE CHILE EXPLOSIVOS Y DEMOLICIONES 1983

CATALOGO EXPLOSIVOS FAMESA EMPRESA PERUANA

DR. FRITZ ULLMAN ENCICLOPEDIA DE QUIMICA INDUSTRIAL SECCION VI

METALURGICA Y EXPLOSIVOS

ELECTROQUIMICA Y EXPLOSIVOS

EDITOR GUSTAVO GILI

BARCELONA