Dinamita

Tecnología. Inventos. Alfredo Nobel. Nitroglicerina. Tierra mineral porosa. Explosivo. Amoniacales. Gelatina. Gomosas. Pólvora. Ondas de choque

  • Enviado por: Yasmin Patricia García
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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DINAMITA

Alfredo Nobel averiguó que empapando la nitroglicerina en una tierra mineral porosa llamada tierra de diatomeas o kieselgur, se obtenía una mezcla exenta de algunos de los inconvenientes de la nitroglicerina líquida. Al nuevo producto se le dio el nombre de dinamita, químicamente inerte, no alteraba la reacción química cuando se hacía detonar la nitroglicerina sin embargo, en una tierra porosa era mucho más fácil de manejar que la nitroglicerina líquida. Las primeras dinamitas se clasificaban por la cantidad de nitroglicerina de la mezcla, de modo que el producto obtenido mezclando 60 partes de nitroglicerina y 40 partes de kieselgur se llamaba “dinamita 60%”.

Pronto se descubrió que sustituyendo el kieselgur por otros minerales podían hacerse explosivos aún más potentes. Por ejemplo: empleando una mezcla de nitrato de sodio finamente pulverizado y pulpa de madera se obtenía una explosivo que era bastante más potente que la dinamita primitiva que contuviese la misma cantidad de nitroglicerina. Estos explosivos se llamaron “dinamitas de absorbente activo” para distinguirlas de las primeras dinamitas, y pronto reemplazaron a ésta últimas.

Años después se fabricaron dinamitas que empleaban nitroalmidón en lugar de nitroglicerina. El término dinamita se convirtió en un término genérico para los explosivos de alta potencia usados en trabajos de minería, ingeniería, en canteras, construcción de pozos, perforación de túneles y otras operaciones de voladura de superficie y subterráneas.

En las dinamitas amoniacales o dinamitas de nitrato de amonio, cantidades de nitrato amoniacal reemplazan una parte de la nitroglicerina y también parte del nitrato de amonio. En la medida en que el nitrato de amonio reemplaza al nitrato de sodio aumenta la cantidad de gases producidos por el explosivo. Casi todos los explosivos de voladura contienen cantidades sustanciales de nitrato de amonio.

En 1875 descubrió Nobel otra manera de hacer explosivos sólidos con nitroglicerina líquida utilizando la acción coloidógena de la nitroglicerina sobre la nitrocelulosa; se basaba en el uso de nitrocelulosa con un contenido de nitrógeno que es convertido por la nitroglicerina en una masa gelatinosa. Cuando se hacen mezclas de 88-92 partes de nitroglicerina y 12-8 partes de nitrocelulosa soluble, resulta un producto firme que se conoce como gelatina explosiva; es un explosivo especialmente potente para barrenos.

Las llamadas “dinamitas gomosas”, se caracterizan por su mayor densidad y resistencia al agua que las dinamitas ordinarias de absorbente activo con nitrato de sodio ó pequeñas cantidades de nitrato de amonio.

Las dinamitas de nitroglicerina y los dinamitas conocidas de nitroalmidón tienen análogas propiedades explosivas generales no son idénticas en todos los aspectos. El nitroalmidón es un material sólido polverulento que no se congela a temperaturas atmosféricas como la nitroglicerina. No produce dolores de cabeza cuando se ponen en contacto con la piel desprotegida o cuando se aspiran pequeñas cantidades de los gases que quedan en la atmósfera después de una explosión.

La adición de materiales anticongelantes, como dinitrotolueno, diglicerina nitrada, azúcares nirados los nitroglicoles, reduce tanto la tendencia de la nitroglicerina a congelarse que se ha eliminado sustancialmente la necesidad de congelar los explosivos de nitroglicerina que habían sido sometidos a temperaturas bajas. En las fórmulas, se acostumbra considerar los materiales anticongelantes asociados a ella. Los azúcares, los glicoles, la glicerina, suelen agregarse a la glicerina antes de nitrarla.

DINAMITAS DE NITROGLICERINA

La parte de una dinamita de nitroglicerina que no es el componente o, los componentes orgánicos nitrados, suelen componerse de una mezcla de: pulpa de madera u otro material carbonáceo cuyo objeto es absorber la nitroglicerina líquida; nitrato de sodio para suministrar oxígeno disponible al material carbonáceo, y carbonato de calcio, óxido de cinc para neutralizar los indicios de acidez que puedan producirse por la descomposición de los nitratos presentes. Es conveniente que el material absorbente combustible y el material oxidante estén en proporciones equilibradas. Debe haber suficiente nitrato para oxidar completamente el material absorbente combustible. Si hay demasiado nitrato el explosivo produce óxidos de nitrógeno los productos de la explosión y no libera tanta energía. La existencia de una cantidad excesiva de absorbente combustible origina cantidades excesivas de monóxido de carbono en los gases producidos en la explosión. La presencia de grandes cantidades de estos gases es un inconveniente, sobretodo cuando la dinamita se usa en trabajos subterráneos de minería la envoltura del explosivo interviene en las reacciones que se producen en la explosión; por consiguiente, tambien se tiene en cuenta este factor al formular las dinamitas. Se emplea un pequeño porcentaje adicional de nitrato de sodio con el fin de que la entrada del papel o la parafina de la envoltura de la reacción no haga aumentar la cantidad de mónoxido de carbono.

Las dinamitas sencillas poseen una velocidad relativamente elevada de detonación que aumenta a medida que crece la cantidad de nitroglicerina de la formula. Tienen también buenos volúmenes de gases.

Las dinamitas sencillas se usaron en los trabajos de minería y de cantería; en rocas duras y resistentes pero que no eran lo bastante tenaces para exigir el uso de la gelatina explosiva o de las calidades de la dinamitas gomosas. El costo de las dinamitas sencillas es algo mayor que otros explosivos que dan resultados sustancialmente iguales en trabajos de voladura, en los últimos años su uso ha sido suplantado en gran parte por las “dinamitas amoniacadas” y las “dinamitas gomosos amoniacales”.

DINAMITAS AMONIACALES

Contienen nitrato amónico que reemplaza una parte del nitrato orgánico. Puesto que el nitrato de amonio tiene un potencia explosiva exterior a la de nitroglicerina, es necesario emplear en la formula más nitrato de amonio que la cantidad de nitroglicerina que reemplaza.

Los otros componentes son los mismos que las dinamitas sencillas, suele emplearse una cantidad ligeramente mayor de antiácido porque las mezclas de nitrato de amonio y nitroglicerina producen más acidez que las mezclas de nitrato de sodio y nitroglicerina.

Son muy usadas en minas y canteras. Aunque son algo menos resistentes al agua que las dinamitas sencillas y bastante menos resistentes al agua que las dinamitas gomosas, su resistencia al agua es suficiente para la mayoría de los fines de minería y cantería. Tienen excelentes características tanto en lo que respecta al vigor del golpe que producen en el instante de la detonación (potencia rompedora) como la presión sostenida que el efecto de empuje que sigue al choque (volumen de gases). Puesto que las dinamitas amoniacales son algo más baratas que otros explosivos, no sólo tomando como base el peso, sino también con arreglo a la cantidad real de energía que proporcionan, son hoy explosivos de voladura de mucho uso en las operaciones ordinarias en minas y canteras.

GELATINA EXPLOSIVA Y DINAMITAS GOMOSAS

La gelatina explosiva consiste en nitrocelulosa en aproximadamente 12% de nitrógeno asociada con nitroglicerina para formar un gel bastante firme.

La relación usual es aproximadamente 11.5 partes de nitroglicerina por 1 parte de nitrocelulosa soluble. El otro componente de la gelatina explosiva es una pequeña cantidad de un material antiácido, como carbonato de calcio, carbonato de magnesio y óxido de cinc.

Las dinamitas gomosas forman una serie de explosivos de la que la gelatina explosiva es miembro “100%”, y cada una de las otras variedades es una mezcla de nitroglicerina algo menos gelatinizada y un absorbente activo. En las dinamitas gomosas de una potencia menor se usa azufre como parte del absorbente activo.

Las dinamitas gomosas se caracterizan por una densidad elevada y una resistencia excelente al agua. Son explosivos potentes desde el punto de vista del volumen de los gases producidos y de la potencia rompedora. Su uso más importante es en las operaciones y en los trabajos de exploración sísmica. En los últimos años las dinamitas gomosas han reemplazado a las dinamitas sencillas porque son algo menos sensibles a la detonación, ejercen una porción algo mayor que su potencia explosiva como fuerza de empuje y conservan velocidades de detonación suficientemente grandes.

Dinamitas gomosas amoniacales.

Se formulan para reunir, las mejores cualidades de las dinamitas sencillas y de las dinamitas amoniacales, consiste en una dinamita amoniacal en la que la nitroglicerina existe en forma de un coloide de nitrocelulosa. No tienen una resistencia al agua igual a la de las dinamitas gomosas, pero resisten mejor el agua que las dinamitas amoniacales.

Dinamitas semigomosas.

Tienen una composición intermedia entre la de las dinamitas gomosas amoniacales y de las dinamitas de nitrato amoniaco, y son dinamitas amoniacales a las que se ha añadido nitrocelulosa para formar un gel duro. Físicamente, las dinamitas semigomosas son más plásticas que las amoniacales son algo menos sensibles en las pruebas de rozamiento y del choque que las dinamitas gomosas. Sin embargo, su sensibilidad es suficiente para asegurar una respuesta satisfactoria a la acción de una carga detonante.

Explosivos de nitrato de amonio.

Es un componente importante de un grupo de dinamitas, pero lo es también de otro grupo de explosivos en los que se halla en proporciones sustancialmente mayores que en las dinamitas amoniacales. Estos explosivos son de dos tipos diferentes: 1) explosivos en los que se usa un sensibilizador que es detonante, para aumentar la sensibilidad a la detonación del nitrato de amonio; 2) explosivos en los cuales el material que se emplea para sensibilizar el nitrato de amonio no es por sí mismo detonante.

Los explosivos de nitrato de amonio se caracterizan en general por una velocidad de detonación pequeña y un volumen de gases elevado. En las canteras muestran a menudo un efecto fragmentador mayor del que podría esperarse de su velocidad relativamente pequeña de detonación, y esto se atribuye a que el gran volumen de los productos gaseosos de su explosión ejerce un efecto que no guarda proporción con la potencia rompedora.

En general, se les atribuye una potencia de 65% a base del peso. La mayoría tienen velocidades de detonación comprendidas entre 2000 y 3500 m/s y en la prueba del péndulo balístico tiene un efecto igual a 1.5-1.25 veces del TNT.

POTENCIA DE LAS DINAMITAS.

La cantidad de energía que produce un explosivo puede determinarse por el calculo partiendo de los factores termoquímicos de los componentes y de los productos de la reacción, o bien inflamando una porción del explosivo con una fuerte bomba calorimétrica construida especialmente.

La manera como un explosivo comercial de voladura desarrolla su energía en la explosión suele ser una guía mucho más importante para averiguar su rendimiento en cualquier clase de trabajo especial que la energía total del explosivo medida en una bomba calorimétrica.

Las dinamitas normales son intermedias, entre las gomosas y las amoniacales y muestra un empuje excelente.

Los explosivos de nitrato de amonio encuentran su uso en los trabajos de voladura en que no se necesita una potencia voladora muy grande y lo que se desea es un empuje grande; para estos trabajos dan excelentes resultados.

Para los trabajos que exigen el máximo efecto posible de fragmentación suelen dar excelentes resultados la gelatina explosiva y las dinamitas gomosas. El encerramiento es necesario pues en el tipo de descarga que consiste en poner la carga de explosivo directamente o no ejerce toda su potencia explosiva.

Para la mayoría de los tipos de voladura, el efecto máximo posible de fragmentación no sólo es innecesario sino que puede ser indeseable y para esta índole deben preferirse las dinamitas amoniacales i las de nitrato amónico a las dinamitas gomosas (más rompedoras). Para los trabajos de voladura en los que es conveniente obtener el volumen máximo de gases dan excelentes resultados los explosivos de nitrato de amonio.

PROPULSORES

Se define como explosivo para impulsar proyectiles. Clasificados por explosivos bajos se diferencian de los explosivos detonantes de alta potencia en que permite controlar determinados límites de velocidad con que se libera la energía por la autocombustión. Sin este elemento de control pueden sufrir la detonación y actuar como explosivo de alta potencia la posibilidad de control decide la clasificación del material.

Propiedades balísticas de los propulsores.

En la inflamación de una pólvora propulsora en un cañón, es necesario considerar dos factores: la rapidez con que se libera la energía y la energía por la pólvora. Estos dos factores se caracterizan por la “balística interior”.

La energía térmica potencial de una pólvora propulsora, cuando se inflama en un cañón, es convertida en energía cinética del proyectil. La energía total que puede comunicarse al proyectil esta determinada por la longitud del proyectil, el cañón y por la presión que puede soportar el tubo del cañón independientemente de la energía de la pólvora.

Siempre que el propulsor elegido tiene energía suficiente, el problema consiste principalmente en ajustar el diseño geométrico del grano de modo que satisfaga la velocidad deseada de aumento de la presión; esta velocidad depende de la rapidez con que la pólvora arde y de la superficie expuesta para arder y su relación con el recorrido del proyectil.

La velocidad en condiciones de presión de presión para una composición y una y una calidad determinadas depende de la superficie, y el tiempo de combustión depende del espesor de la pólvora que hay que quemar. En el diseño de las pólvoras, el espesor se designa con el nombre de “ alma”. En las granulaciones de escama, como las que se usan en la pólvora para deportes, el alma es la longitud de grano. En las pólvoras de una sola perforación se considera que es el espesor de la pared del tubo.

Son tres formas de combustión y se designa con los nombres de regresiva, neutra y progresiva. En un grano macizo ( cuerda), la superficie disminuye y la combustión es regresiva. Si el grano esta perforado, la superficie interior aumenta mientras disminuye la superficie exterior y puede obtenerse una combustión neutra o incluso progresiva.

Cuando es necesario establecer el alma óptima para una nueva composición de pólvora en una arma, es esencial que se haga con pruebas reales de descarga, ya que no existen métodos de cálculo eficaces. En general, la presión varía inversamente con el alma de la pólvora. Tanto la presión en el tubo como la velocidad del proyectil aumenta con el peso de la pólvora hasta que se alcanza un punto crítico, en el cual la presión aumenta mucho sin un aumento correspondiente en la velocidad: para impedir el comportamiento irregular de la pólvora hay que ajustar el alma de modo que la velocidad deseada a presiones bastante inferiores al punto de la “presión crítica”. Una vez que se ha establecido la relación entre el alma, el peso de la carga, la presión y la velocidad para una pólvora de una composición dada en un arma concreta.

POLVORA NEGRA

La primera pólvora propulsora, fue la pólvora negra hecha con nitrato de potasio, azufre y carbón vegetal. Hasta el siglo XVI se uso en forma de un polvo fino. El primer perfeccionamiento notable en las cualidades de la pólvora negra ocurrió en 1860, cuando el general, Rodman, del ejército de los Estados Unidos, descubrió el principio de que podría regularse la rapidez con que se liberaba la energía dando forma y densidad convenientes al grano de la pólvora. Haciendo un grano con un agujero en el centro, el general Rodman pudo contrarrestar el curso regresivo de la combustión de un grano macizo. Esté adelanto permitió el uso de armas más ligeras por la posibilidad de que el fabricante proporcionara pólvoras que dieran presiones bajas durante tiempos largos, la pólvora negra dejaba mucho que desear, ya que en las armas de esa época ensuciaba mucho la pieza, suciedad que iba acompañada por una corrosión excesiva. Esto hacia necesario limpiar con frecuencia el arma y remplazarla por completo al cabo de cierto tiempo. La pólvora negra es muy higroscópica y exige un cuidado extraordinario en su manejo para mantenerla seca, poseía el inconveniente de producir gran cantidad de humo, y en algunos casos brillantes fogonazos; éstos revelaban el emplazamiento del arma al enemigo. En estado seco la pólvora negra es sensible al rozamiento y al calor, y en las condiciones propias de la guerra ha producido accidentes graves.

POLVORAS SIN HUMO

En el año 1838, Pelouze observo la acción del ácido nítrico sobre el algodón y el papel y descubrió la nitrocelulosa, base de pólvoras modernas.

En 1846, Schönbein, químico suizo, ideo métodos para la fabricación de la nitrocelulosa. En las investigaciones ocurrieron explosiones desastrosas en varias fabricas, todavía se conocían muy poco las propiedades químicas de la nitrocelulosa. La primera sustitución de la pólvora negra la hizo el mayor Schultze, del ejercito prusiano, consistían en nitrocelulosa mezclada con nitrato de sodio o de potasio. Ardían con demasiada rapidez y no eran enteramente para las armas de rayadas. En 1884, el ingeniero francés Paul Vieille descubrió que la nitrocelulosa incorporada a una mezcla de alcohol y éter podía amasarse y producir una masa coloide, que podía laminarse en hojas delgadas para cortarlas en pequeños cuadros, que secaban. Está fue la primera pólvora sin humo. Llamada “pólvora B” , en honor del general Boulanger. Durante los años 1888 y1889, Nobel obtuvo pólvora de los dos tipos balística y cordita.

Hoy todas las naciones emplean pólvoras sin humo modernas, formadas principalmente por nitrocelulosa coloidizada, sola o en mezcla con nitroglicerina. Estas pólvoras al inflamerse arden solo en la superficie , con la sola variación de la forma geométrica y el tamaño del grano.

Las pólvoras modernas se fabrican en copos o escamas, tiras, pastillas y cilindros, es la más empleada en los Estados Unidos para fines militares, Las formas más usadas en las municiones para caza son las escamas y las pastillas.

POLVORAS DE UNA SOLA BASE

Esté tipo de pólvoras arde con extremada rapidez debido a la nitrocelulosa y por la misma razón es más sensible al rozamiento. Estas pólvoras son muy higroscópicas y hay que evitar su exposición a la humedad. Se usan comúnmente en las municiones de escopetas, en los proyectiles para salvas y en las granadas de mano.

Se fabrican estas pólvoras por dos métodos. En el primero los materiales se incorporan en presencia de agua, que dan como resultado una distribución bastante uniforme. Luego se hace pasar la masa a través de una placa perforada para darle forma más o menos granular. Después se voltea en un barril que gira en un baño de agua caliente y de esta manera se transforman los gránulos en forma esféricas al mismo tiempo que se elimina agua. Estos gránulos se criban por un tamiz de 12 hilos por pulgada y el material grueso vuelve al barril. La pólvora que pasa por el tamiz, se seca para endurecer los granos; después se pone la pólvora en un tambor horizontal y se añade un disolvente para la nitrocelulosa. Esté disolvente suele ser alcohol o benceno. El disolvente ablanda e hincha las fibras de nitorcelulosa y hacen que se peguen unas a otras; se hace circular el aire caliente a través de la pólvora volteada.

Estos granos endurecidos se criban por tamizas apropiados para tener una granulación uniforme entre los limites de los tamices. Después se da a la pólvora un secado final y se empaca en envases herméticos a la humedad.

El segundo procedimiento, hace una papilla con la nitrocelulosa y agua en la cual se han disuelto los componentes solubles. Después se añade a la papilla un disolvente no miscible con el agua, como acetato de butilo y benceno. La mezcla resultante se agita con bastante violencia; esto hace que la fase del disolvente se disperse en el agua en forma de diversas gotitas, alrededor de las cuales se agrupan las fibras de nitrocelulosa y se destila el disolvente al vació de modo que el destilado acuoso vuelve al alambique.

Los sólidos se separan por filtración y se secan, quedando la pólvora seca la cantidad de sales deseada.

La granulación de la pólvora es el control de la “rapidez” de la pólvora o de la velocidad con que arde la carga. No debe confundirse el termino “rapidez” con el termino “velocidad de combustión”, ya que la rapidez para una combustión dada depende de la superficie disponible para la combustión; por consiguiente, depende de la granulación.

Las pruebas de funcionamiento que dependen del uso al que se destine la pólvora, varían bastante. Una es la prueba de fragmentación y exige que una granada de mano cargada con un peso especificado de pólvora se divida de modo que entre los fragmentos haya 40+10.

La segunda prueba, exige el taco del cartucho cargado con un peso especificado de pólvora cuando se dispara en un fusil de calibre 0.30 pulgadas atraviese una pantalla de papel kraft colocada a una distancia especificada delante de la boca del fusil y no más de 1% de los disparos fallen la prueba.

POLVORAS COLOIDIZADAS DE UNA SOLA BASE

Incluye toda pólvora que contiene como principal componente nitrocelulosa en estado coloidal sin la presencia de nitroglicerina.

Los métodos usados en su fabricación se han normalizado y sólo se diferencian en detalles secundarios. Los pasos en su fabricación son los siguientes: 1) deshidratación de nitrocelulosa; 2) dispersión coloidal; 3) granulación; 4) secado; 5)mezcla.

Las primeras pólvoras de una sola base tenían ciertos inconvenientes. El principal es la higroscopicidad de la pólvora. La cantidad de agua absorbidas por las pólvoras piro varía algo con los caracteres del alma.

Esté grado de higroscopicidad es suficiente para producir un cambio en su comportamiento. Un segundo e importante defecto militar es el brillante fogonazo que se produce en la boca del arma cuando se dispara un proyectil. Estos cañonazos revelan a las tropas enemigas el emplazamiento del cañón.

La propiedad no higroscópica, se obtuvo agregando la nitrocelulosa un plastificante no volátil e impermeabilizador, como ftalato dibutílico o triacetina, para conseguir algún grado de impermeabilización. La cantidad de este material inerte era limitada pues reducía bastante el potencial balístico de la pólvora. El fogonazo se debe a que la alta temperatura de los gases producidos en la combustión los hace funcionar en la boca del cañón con el oxigeno del aire. Por consiguiente, si la temperatura de los gases de combustión podía reducirse suficientemente, se eliminaría el fogonazo.

Los fabricantes recurrieron al procedimiento de utilizar dinitrotolueno, que tiene un potencial balístico bajo. Por medio de esos cambios se obtuvieron pólvoras higroscopicidad reducida y que en algunas armas no producían fogonazos, esos perfeccionamientos iban acompañados por dos inconvenientes importantes el primero de ellos es el escaso potencial de las composiciones, que hacía necesario emplear cantidades mayores de pólvora. El segundo era que el material inerte, en la mayoría de los casos carbonoso, producía cantidad considerable de humo, que en los disparos hechos durante el día era un inconveniente tan grande como el fogonazo. Un segundo método para eliminar el fogonazo en las armas es la adición de pequeños porcentajes de metales alcalinos y aunque son materiales muy eficaces para este efecto, su presencia en la pólvora siempre va acompañada por una cantidad considerable de humo.

PÓLVORAS DE DOBLE BASE

La expresión de “ doble base” se ha aplicado a las pólvoras que conteinen nitrocelulosa y nitroglicerina como principales componentes. Se hacen por dos métodos; el primero es algo parecido al emplado para la fabricación de pólvoras coloides de una sola base, con la salveda de queel disolvente usado es alcohol-acetona. Se omite la recuperación del disolvente por el peligro que supone recuperar los disolventes que contienen nitroglicerina. El segúndo métedo omite la deshidratación usual y la gelificación se efectúa haciendo pasar la nitrocelulosa mojada mezclada con nitroglicerina y con los demás componentes de la pólvora, entre cilindros calentados. Si la pólvora se ha de usar en forma de lámina, como en los morteros de trinchera, esnecesario regular el espesor de la lámina. Si se ha de estirar después en forma de granos grandes para la fabricación de cohetes, la lámina puede tener un espesor de hasta 3.1 mm.

Las pólvoras de donle base itenen un potencial balístico mayor que las pólvoras de una sola base y son muy poco higroscópicas. Con las pólvoras de doble base es difícil conseguir que no se produzcan fogonazos, porque es elevada su temperatura de combustión. En cambio su uso como pólvora para cohetes es casi imperativo por su energía y su velecidad de combustión y además porque permiten hacer granos de gran tamaño sin usar un disolvente volátil.

Las pólvoras de doble base tienen algunas propiedades adversas: su elevada temperatura de combustión provoca una erosión excesiva en el cañón del arma, la nitroglicerina es peligrosa de manejar y han ocurrido explosiones desastrorsas en la fabricación de este tipo de pólvora. Para fines militares la producción procedía sólo de la industria jabonera y de la elaboración de grasas. Esta limitación ha desaparecido en gran parte al producirse la glicerna sintética apartir del petróleo.

PÓLVORA EN BOLAS.

Esta pólvora se granula en forma de pequeñas esferas de dimensiones controladas para satisfacer las necesidades balísticas del arma a que se destina. Los ingredientes usados no se diferencían mucho de los usados en otras pólvoras de disolvente. El uso de estas pólovoras se ha limitado a las municiones para armas militares pequeñas, cañones de pequeño calibre y cartuchos para caza.

La fabricación empieza con nitrocelulosa en forma de papilla. Esta papilla se introduce en un destilador, en el que se disuelve la nitrocelulosa en acetato de etilo, se añade difenilamina como estabilizador y creta para neutralizar el ácido que pueda ceder la nitrocelulosa en acetato de etilo. Agitando, se dispersa la solución de laca en pequeños glóbulos, cuyo tamaño se gradúa regulando la adición de un coloide protector y la velocidad de agitación, se reviste después con dinitrotolueno etilcentralita para lograr la forma de combustión deseada, después se seca para eliminar al agua y se envasa para su transporte. La pólvora de un tamaño excesivo puede pasarse por cilindros para reducir el grosor al grado deseado. La pólvora puede grafitarse, para aumentar su densisdad de carga, facilitar que corra libremente y reducir la acumulación de cargas estáticas sobre la pólvora.

EXPLOSIONES

Las sustancias explosivas producen dos clases de reacciones violentas y luminosas: una de ellas comprende la inflamación de gases y la deflagración de líquidos y sólidos, y la otra las detonaciones. La deflagración y la llama progresan en condiciones esencialmente isobáricas en toda la sustancia reactiva.

En deflagraciones de explosivos sólidos la reacción se produce en la superficie de los granos y se propaga capa por capa hacia el interior del grano. La parte de la sustancia que no ha sido tocada por la detonación permanece a la presión inicial. En el frente la presión crece casi discontinuamente hasta su valor máximo. Por detrás la presión disminuye gradualmente. Por medio de experimentos se ha averiguado que delante del frente de detonación la materia está químicamente inalterada; por detrás del frente es completa la reacción explosiva.

TEORÍA DE LAS ONDAS DE CHOQUE

El origen de las ondas de choque puede ser explicado son la siguiente consideración sencilla. Supongamos que un cilindro de longitud infinita está cerrado en un extremo por un émbolo movible y lleno de material de que se trata, el cual se supone estar en reposo y ser de composición, densidad y temperatura uniforme. Supongamos que el émbolo es acelerado hacia delante a poca velocidad: se produce entonces una onda compresiva de poca amplitud en el medio contiguo al émbolo que se propaga hacia delante a la velocidad acústica normal.

Supongamos que el émbolo recibe otro incremento de velocidad que hace avanzar otra onda compresional. Su velocidad es mayor que la primera onda por razón del estado alterado del medio, y también porque la velocidad es tomada con relación al medio; así pues la segunda onda tiende alcanzar a la primera. Supóngase ahora que el émbolo experimente varios incrementos similares de velocidad. Sucede entonces que a la postre todas las ondas alcanzan a la primera, de lo cual resulta una perturbación de amplitud finita llamada onda de choque.

Dinitro-resorcinato de plomo, Es un explosivo aún menos potente y un iniciador menos potente y un iniciador menos eficiente que el estifnato de plomo. Es extraordinariamente sensible al rozamiento o a la punción, pero no es demasiado sensible al choque; por consiguiente, sirve muy bien para usarlo como cebo.

Cuando se pone en contacto con una llama, deflagra, pero no estalla con la violencia del estifnato de plomo. En la prueba de la arena tritura 1.6 gramos de arena pero si se ceba con fulminato de mercurio, tritura diez veces más arena. Es del mismo orden de estabilidad que e estifnato de plomo, pero es menos volátil a 100°C. Es apropiado para algunos tipos de proyectiles

Dinitroso-resorscinato de plomo, Es un explosivo aún más débil que el dinitro-resorcinato. Es menos sensible al choque que el tetrilo y no tiene potencia rompedora cuando se inflama con una llama, puesto que sólo deflagra. Cebado con fulminato de mercurio, tritura solamente 3 gramos de arena. La estabilidad es bastante mayor que la del estifnato de plomo, ya que estalla en menos de dos horas en vacío a 120°C., y se deteriora bastante cuando se tiene a 80°C. durante10 días.

La utilidad práctica se basa en su baja temperatura de inflamación; este carácter y su suave acción explosiva hacen que sea apropiado para cargas de abertura o composiciones de cebo.

Explosivos de alta potencia no iniciadores

Este grupo comprende un gran número de compuestos químicos orgánicos e inorgánicos que se usan en la formulación de explosivos binarios, explosivos plásticos y explosivos de voladura.

Los binarios son los que se obtienen mezclando TNT con otro explosivo y otro material no explosivo, o sin éste. Son muy apropiados para cargar granadas y bombas y se usan para fines militares.

Los plásticos son mezcla de uno o varios compuestos explosivos de alta potencia. Se usan por lo general para fines militares o de demolición.

EXPLOSIVOS DE ALTA POTENCIA A BASE DE UN SOLO COMPUESTO

Pueden dividirse en compuestos orgánicos e inorgánicos; el nitrato de amonio es el único explosivo inorgánico importante entre los de alta potencia. Los orgánicos pertenecen a las series alifáticas y heterocíclica y son nitrocompuestos, nitraminas y nitratos.

Nitrato de amonio, Tiene importancia como ingrediente de explosivos para voladuras, propulsores y cargas de granadas y bombas y como fertilizante en tiempos de paz.

Por estar sobrebalanceado en contenido de oxígeno, el nitrato de amonio no tiene calor de combustión. El nitrato de amonio que se va a usar como ingrediente de las dinamitas está en muchos casos recubierto con el 1% de un material céreo; en algunos casos de añade durante la granulación 0.3% de carbonato de calcio.

Es un explosivo tan poco sensible que la detonación completa del material puro resulta difícil. Su sensibilidad al choque es mucho menor que la del picrato de amonio, y or eso este nitrato es poco peligroso. No es sensible al rozamiento ni al choque de una bala de fusil y no estalla en la prueba de explosión por temperatura. En la prueba de arena sólo puede hacerse detonar parcialmente. A temperaturas ordinarias es un material muy estable. Se ha calentado a 100°C. Durante 100 días sin que sufriera descomposición apreciable. Es ligeramente volátil a temperaturas más altas; pero la prueba de estabilidad al vacío a 150°C. Muestra que es muy estable incluso a esa temperatura.

No es tóxico, y en este aspecto no exige precauciones para manejarlo. Es un peligro de incendio, porque como es un fuerte oxidante acrecienta la intensidad y lo propagación de la combustión.

Tetranitrometano, Es un líquido incoloro, muy volátil , de sabor desagradable; es lacrimógeno y muy tóxico. Se emplea como material para el corte de metales a elevada temperatura. Es de poca utilidad como explosivo por sí mismo. En las pruebas de choque es menos sensible que la nitroglicerina y esto es confirmado por la prueba del péndulo. En la prueba de temperatura de explosión se descompone sin explosión en 5 seg. Incluso a 500°C, no detona; si no está confinado, es difícil iniciar la detonación.

Los valores del tetranitrometano en la prueba de arena y la prueba de plomo son excesivamente bajos y no pueden considerarse representativos. En pruebas de fragmentación produce 80% de los fragmentos que la nitroglicerina.

Ofrece interés como ingrediente de explosivos líquidos formados mezclando el compuesta con un combustible líquido como tolueno, nitrobenceno o nitrotolueno. Estas mezclas son explosivos muy potentes y muy peligrosos. En un laboratorio, la explosión de 15 gramos de una mezcla de tetranitrometano y tolueno mató a 10 personas y causó heridas en 20 más.

Es bastante tóxico. Los vapores irritan las mucosas de los ojos y de la nariz y su inhalación produce edema intenso en los pulmones. Los gatos expuestos a la acción de aire con 7-25 p.p.m. de tetranitrometano murieron en 4-6 horas. La concentración máxima permisible en el aire quizá no sea mayor de 1 p.p.m.

Etilenodinitramina, Como explosivo, tiene propiedades algo singulares; tiene una velocidad de detonación mayor que la del tretilo y tienen igual densidad y la misma potencia rompedora en la prueba de arena, la etilenodinitramina es claramente menos sensible al choque y algo menos sensible al rozamiento y a la iniciación por la azida de plomo o el fuliminato de mercuro. Según las pruebas del péndulo balístico, es algo más potente que el tretilo; tiene también un valor más alto del calor de explosión.

La etilenodinitramina no es muy tóxica, y en este aspecto no es necesario adaptar precauciones en su fabricación y manipulación. Tiene el mismo orden de sensibilidad al choque que el fulminato de mercurio, peor no detona por la llama ni por punción. Por consiguiente, no puede usarse en las cápsulas para barrenos.

Nitroguanidina, Existe en dos formas; la forma a, en agujas planas y la forma b, obtenida en aglomerados de laminillas. El compuesto ha encontrado algún uso en cargas propulsoras en granadas para morteros de trinchera. Puesto que el nitrato de guanadina puede producirse con coque, caliza, nitrógeno atmosférico y agua, para producir nitroguanadina no es necesario disponer de recursos naturales especiales, como el petróleo, o un subproducto como el tolueno.

Con un valor de 47 cm en la prueba del choque es menos sensible que el tretilo. Es menos sensible a la iniciación que el TNT, ya que no puede ser iniciada por el fulminato de mercurio y exige una carga detonante mínima de 0.72 gramos. En cantidades mayores se hace detonar por medio de una cápsula de barreno. Su potencia rompedora es menor que la del TNTe en la prueba de arena y su potencia es sólo el 104% de la del TNT.

Es muy estable ; con el mismo orden de estabilidad del TNT, y algo más estable que el tretilo; su valor en la prueba de explosión de temperatura es 275°C, puesto que su potencia rompedora no es grande, la nitroguanidina tiene aplicación limitada como explosivo.

Dinitrato de glicol, Es un líquido incoloro a la temperatura ordinaria. Se usa en la fabricación de dinamitas de temperatura de solidificación baja. Es un agente coloidógeno para la nitrocelulosa aún mejor que la nitroglicerina, ya que exige una temperatura ligeramente elevada para que se produzca esta acción. La reactividad química del dinitrato de glicol es comparable a la de la nitroglicerina. Debido a su mayor solubilidad en agua es algo más susceptible a la hidrólisis que la nitroglicerina.

Los valores de la prueba de choque y del péndulo de rozamiento muestran que el glicol es mucho menos sensible al choque y al rozamiento que la nitroglicerina, pero tiene que clasificarse como explosivo peligroso.

Tiene elevada potencia rompedora; en la prueba de arena, su valor es tan grande como el de cualquier otro explosivo de un solo ingrediente. Los valores de la prueba de estabilidad en vacío muestran que es mucho más estable que la nitroglicerina. De su bajo valor en la prueba de estabilidad en vacío se deduce que tiene el mismo orden de estabilidad que el tretilo.

Debido a los riesgos el dinitrato de glicol no se transporta nunca fuera de los límites de la fábrica en los que se produce. La inhalación de sus vapores es más difícil de evitar que en el caso de la nitroglicerina, porque es más volátil. Los efectos producidos por la absorción de la sustancia son: dilatación de los vasos sanguíneos, aceleración de los latidos del corazón y fuertes dolores de cabeza. Se cree que la exposición continua puede causar lesiones en el organismo humano. Aunque es menos peligroso que la nitroglicerina en lo que respecta al choque, en la fabricación se emplea el mismo tipo de instalación y se adoptan las mismas precauciones.

Dinitrato de dietilenoglicol, En lo que respecta a la reactividad química se parece a la nitroglicerina, pero es menos susceptible a la hidrólisis. Se inflama con dificultad; es necesario calentar el líquido a una temperatura algo superior a la del ambiente. Cuando se inflama así, arde tranquilamente con llama amarillla luminosa. Aunque es bastante menos sensible al choque que la nitroglicerina o el dinitrato de glicol es suficientemente sensible al rozamiento para estallar en la prueba del péndulo. Es difícil hacerlo detonar: Su potencia rompedora es poco menor que la del TNT e intermedia entre esta última y la nitroglicerina.

La inhalación de los vapores o la absorción del líquido a través de la piel produce los mismos efectos que la nitroglicerina.

Si bien se ha usado en composiciones propulsoras esto ha sido a pesar de su volatilidad indeseable. Como ingrediente tiene el inconveniente de la mayor dificultad de fabricación y el costo generalmente más elevado del glicol comparado con la glicerina.

Nitroglicerina, Se emplea mucho en la fabricación de dinamitas y mezclas propulsoras y se usa en Medicina como vasodilatador en dosis de 0.6 mg. Puede considerarse el primer explosivo de alta potencia desde el punto de vista de su aplicación práctica. Es un agente coloidógeno para la nitrocelulosa. Una solución acuosade sulfuro de sodio descompone rápidamente la nitroglicerina, reacción que sirve para la destrucción de los desperdicios de los explosivos.

En cantidad muy pequeña no confinada arde sin explosión cuando se inflama; pero si el material está encerrado o la cantidad es suficiente para permitir un sobrecalentamiento local de produce una explosión. Tiene el mismo orden de sensibilidad al choque que la azida de plomo dextrinada y es muy sensible al choque con rozamiento. La sensibilidad al choque aumenta bastante con la temperatura, pero el sólido congelado es mucho menos sensible que el líquido; aún así se han producido accidentes cuando la dinamita congelada se sacudía mientras se descongelaba, y esto se ha atribuido a que la nitroglicerina quizá sea especialmente sensible durante la transición de la forma lábil a la forma estable. La detonación puede iniciarse incluso con pólvora negra; por consiguiente es casi tan sensible a la iniciación como la azida de plomo, el fulminato de mercurio, etc.

Su potencia rompedora es una de las mayores conocidas, casi tan grande como la del dinitrato de glicol y algo mayor que la de los explosivos sólidos, como el tetrilo y el TNT, su potencia es casi tan grande como la de cualquier otro explosivo de un solo ingrediente. Esto refleja el elevado calor de explosión del compuesto, que sólo es superado por el dinitrato de glicol.

La retención de ligeros vestigios ácido libre hace que sea muy inestable. En unos cuantos días se produce la descomposición acompañada por la aparición de vapores rojos. A temperaturas inferiores a 50°C, es tan estable que resiste el almacenamiento por varios años; por encima de 50°C, se acelera la descomposición, y a145°C, es tan rápida que el líquido parece estar hirviendo. En la prueba de temperatura de explosión estalla a 22°C,. La nitroglicerina es mucho más estable que el dinitrato de glicol y los explosivos sólidos, como el PETN, el tetrilo y el TNT.

No puede transportarse en su estado ordinario por su sensibilidad al choque. La mezcla 70-30 de nitroglicerinsa y acetona es insensible, se transporta por camión, ferrocarril, etc. Es separada de la acetona evaporando ésta última con una corriente de aire o precipitando la nitroglicerina por adición de agua en gran cantidad.

Es fácilmente absorbida a través de la piel y llevada al sistema circulatorio del cuerpo humano, y los vapores inhalados llegan también a la sangre. El efecto es un dolor de cabeza intenso y persistente. Los trabajadores desarrollan pronto cierta inmunidad a este efecto, inmunidad que se mantiene sólo mediante el contacto. El café solo muy cargado o el citrato de cafeína proporcionan alivio al paciente que sufre de “dolor de cabeza NG”.