Durante la mayor parte de la historia, el hombre utilizó todo tipo de brazos fríos para destruir a su propia clase, desde un hacha de piedra sencilla hasta herramientas metálicas muy avanzadas y difíciles de fabricar. Alrededor de los siglos XI-XII en Europa se empezaron a usar armas, y así la humanidad se familiarizó con el explosivo más importante: el polvo negro.
Fue un punto de inflexión en la historia militar, aunque se necesitaron ocho siglos más para que las armas de fuego expulsaran completamente el acero de los campos de batalla. Paralelamente al progreso de los cañones y morteros, se desarrollaron explosivos, no solo pólvora, sino también todo tipo de composiciones para proyectiles de artillería o minas terrestres. El desarrollo de nuevos explosivos y dispositivos explosivos continúa activamente en nuestros días.
Hoy en día, se conocen decenas de explosivos. Además de las necesidades militares, los explosivos se utilizan activamente en la minería, en la construcción de carreteras y túneles. Sin embargo, antes de hablar sobre los principales grupos de explosivos, es necesario mencionar con más detalle los procesos que ocurren durante la explosión y comprender el principio de operación de los explosivos (HE).
Explosivos: ¿qué es?
Los explosivos son un gran grupo de compuestos químicos o mezclas que, bajo la influencia de factores externos, son capaces de una reacción rápida, autosostenida e incontrolable con la liberación de grandes cantidades de energía. En pocas palabras, una explosión química es el proceso de convertir la energía de los enlaces moleculares en energía térmica. Por lo general, su resultado es una gran cantidad de gases calientes, que realizan trabajos mecánicos (trituración, destrucción, movimiento, etc.).
La clasificación de los explosivos es bastante complicada y confusa. Los explosivos incluyen sustancias que se descomponen no solo en el proceso de explosión (detonación), sino también de combustión lenta o rápida. El último grupo incluye pólvora y varios tipos de mezclas pirotécnicas.
En general, los conceptos de "detonación" y "deflagración" (quema) son clave para comprender los procesos de una explosión química.
La detonación es la propagación rápida (supersónica) del frente de compresión con la reacción exotérmica que lo acompaña en un explosivo. En este caso, las transformaciones químicas se producen tan rápidamente y se libera tal cantidad de energía térmica y productos gaseosos que se forma una onda de choque en la sustancia. La detonación es un proceso del más rápido, se puede decir, la participación de una sustancia en una reacción de explosión química similar a la avalancha.
La deflagración o combustión es un tipo de reacción química redox, durante la cual su parte frontal se mueve en una sustancia debido a la transferencia de calor ordinaria. Tales reacciones son bien conocidas por todos y se encuentran a menudo en la vida cotidiana.
Es curioso que la energía liberada durante la explosión no sea tan grande. Por ejemplo, cuando se detona 1 kg de trotilo, se libera varias veces menos que cuando se quema 1 kg de carbón. Sin embargo, con la explosión ocurre millones de veces más rápido, toda la energía se libera casi instantáneamente.
Cabe señalar que la velocidad de propagación de la detonación es la característica más importante de los explosivos. Cuanto más alto es, más efectiva es la carga explosiva.
Para iniciar el proceso de una explosión química, un factor externo es necesario, puede ser de varios tipos:
- mecánicos (punción, impacto, fricción);
- química (reacción de una sustancia con una carga explosiva);
- detonación externa (explosión cerca del explosivo);
- Calor (llama, calor, chispa).
Cabe señalar que los diferentes tipos de explosivos tienen una sensibilidad diferente a las influencias externas.
Algunos de ellos (por ejemplo, el polvo negro) responden bien a los efectos térmicos, pero al mismo tiempo prácticamente no responden a mecánicos y químicos. Y para detonar TNT, solo se necesita un efecto de detonación. El mercurio trueno reacciona violentamente a cualquier estímulo externo, y hay algunos explosivos que detonan sin ninguna influencia externa. El uso práctico de tales explosivos "explosivos" es simplemente imposible.
Las principales propiedades de los explosivos.
Los principales son:
- explosión de temperatura de los productos;
- calor de explosión;
- tasa de detonación;
- brizantnost
- explosividad
Los dos últimos puntos deben discutirse por separado. Explosivos explosivos: esta es su capacidad para destruir el medio ambiente circundante (roca, metal, madera). Esta característica depende en gran medida del estado físico en el que se encuentra el explosivo (grado de molienda, densidad, uniformidad). La disponibilidad depende de la velocidad de detonación del explosivo: cuanto más alta es, mejor puede el explosivo aplastar y destruir los objetos circundantes.
Los explosivos explosivos se utilizan generalmente para equipar proyectiles de artillería, bombas, minas, torpedos, granadas y otras municiones. Este tipo de explosivo es menos sensible a factores externos, la detonación externa es necesaria para minar tal carga de explosivo. Dependiendo de su poder destructivo, los explosivos explosivos se dividen en:
- Mayor potencia: hexógeno, tetril, oxógeno;
- Potencia media: TNT, melinita, plastido;
- Potencia reducida: explosivos basados en nitrato de amonio.
Cuanto mayor sea la explosividad de los explosivos, mejor destruirá el cuerpo de la bomba o proyectil, dará más energía al fragmento y creará una onda de choque más potente.
No menos importante propiedad de los explosivos es su explosividad. Esta es la característica más común de cualquier explosivo, muestra cómo este o aquel explosivo tiene una habilidad destructiva. La explosión depende directamente de la cantidad de gases que se forman durante la explosión. Cabe señalar que la alta explosividad y la alta explosividad, en general, no están relacionadas entre sí.
La alta explosividad y la explosión determinan lo que llamamos el poder o la fuerza de una explosión. Sin embargo, para diversos propósitos es necesario seleccionar los tipos apropiados de explosivos. Brizantnosti es muy importante para proyectiles, minas y bombas aéreas, pero los explosivos con un nivel significativo de alta explosividad son más adecuados para la minería. En la práctica, la selección de explosivos es mucho más complicada, y para elegir el explosivo correcto, se deben tener en cuenta todas sus características.
Existe un método generalmente aceptado para determinar la potencia de varios explosivos. Este es el llamado equivalente de TNT, cuando el poder de TNT se toma convencionalmente como uno. Usando este método, se puede calcular que la potencia de 125 g de trotilo es igual a 100 g de RDX y 150 g de amonita.
Otra característica importante de los explosivos es su sensibilidad. Está determinada por la probabilidad de una explosión de un explosivo cuando se expone a un factor particular. La seguridad de la producción y el almacenamiento de explosivos depende de este parámetro.
Para mostrar mejor la importancia de esta característica explosiva, podemos decir que los estadounidenses han desarrollado un estándar especial (STANAG 4439) para la sensibilidad de los explosivos. Y no tuvieron que pasar por una buena vida, sino después de una serie de accidentes extremadamente graves: 33 personas murieron durante la explosión en la base de la fuerza aérea estadounidense Bien-Ho en Vietnam, aproximadamente 80 aviones resultaron dañados como resultado de las explosiones del portaaviones Forrestal, y después de la detonación de la aeronave en el portaaviones "Oriskani" (1966). Entonces, no solo los explosivos poderosos son buenos, sino que detonan exactamente en el momento adecuado, nunca más.
Todos los explosivos modernos son compuestos químicos o mezclas mecánicas. El primer grupo incluye hexógeno, trotilo, nitroglicerina y ácido pícrico. Los explosivos químicos, en general, se obtienen por nitración de varios tipos de hidrocarburos, lo que lleva a la introducción de nitrógeno y oxígeno en sus moléculas. Al segundo grupo - explosivos de nitrato de amonio. La composición de explosivos de este tipo generalmente incluye sustancias ricas en oxígeno y carbono. Para aumentar la temperatura de la explosión en la mezcla a menudo se agregan polvos de metales: aluminio, berilio, magnesio.
Además de todas las propiedades anteriores, cualquier explosivo debe ser químicamente resistente y adecuado para el almacenamiento a largo plazo. En los años 80 del siglo pasado, los chinos pudieron sintetizar los explosivos más poderosos: la urea tricíclica. Su poder superó al trotilo veinte veces. El problema era que, pocos días después de la fabricación, la sustancia se descompone y se convierte en moco, no apta para un uso posterior.
Clasificacion de explosivos
Por sus propiedades explosivas, los explosivos se dividen en:
- Iniciando Se utilizan para explotar (detonar) otros explosivos. Las principales diferencias de los explosivos en este grupo son la alta sensibilidad a los factores de inicio y las altas tasas de detonación. Este grupo incluye: mercurio explosivo, diazodinitrofenol, trinitrosorcinato de plomo y otros. Como norma, estos compuestos se utilizan en imprimaciones, tubos de ignición, cápsulas de detonador, squibs, auto-asesinos;
- Explosivos explosivos. Este tipo de explosivo tiene un nivel significativo de exposición y se utiliza como carga principal para la gran mayoría de las municiones. Estos poderosos explosivos difieren en su composición química (N-nitraminas, nitratos, otros compuestos nitro). A veces se utilizan en forma de diversas mezclas. Los explosivos explosivos también se usan activamente en la minería, cuando se colocan túneles y se realizan otros trabajos de ingeniería;
- Lanzar explosivos. Son una fuente de energía para lanzar proyectiles, minas, balas, granadas, así como para el movimiento de cohetes. El polvo y varios tipos de combustible para cohetes pertenecen a esta clase de explosivos;
- Composiciones pirotécnicas. Se utiliza para equipar municiones especiales. Cuando se queman, producen un efecto específico: iluminar, señalizar, incendiaria.
Los explosivos también se dividen por su estado físico en:
- Liquido Por ejemplo, nitroglicol, nitroglicerina, nitrato de etilo. También hay varias mezclas líquidas de explosivos (panklastita, explosivos Sprengel);
- Gaseoso
- Gel-como Si disuelve la nitrocelulosa en nitroglicerina, obtendrá la denominada gelatina explosiva. Esta es una sustancia similar a un gel explosivo extremadamente inestable, pero bastante potente. Fue utilizado por los revolucionarios y terroristas rusos a fines del siglo XIX;
- Suspensiones Todo un extenso grupo de explosivos, que hoy en día se utilizan para fines industriales. Hay varios tipos de suspensiones explosivas en las que el explosivo u oxidante es un medio líquido;
- Emulsion explosivos. Un tipo muy popular de explosivos en estos días. De uso frecuente en obras de construcción o minería;
- Sólido. El grupo más común de explosivos. Incluye casi todos los explosivos utilizados en asuntos militares. Puede ser monolítico (trotilo), granular o en polvo (hexógeno);
- Plastico Este grupo de explosivos tiene plasticidad. Tales explosivos son más caros de lo normal, por lo que rara vez se utilizan para equipar municiones. Un representante típico de este grupo es el plástido (o plástido). Se usa a menudo durante el sabotaje para socavar las estructuras. Por su composición, plastid es una mezcla de RDX y cualquier plastificante;
- Elástica
Alguna historia de los explosivos.
La primera sustancia explosiva, que fue inventada por la humanidad, fue el polvo negro. Se cree que fue inventado en China ya en el siglo VII dC. Sin embargo, todavía no se ha encontrado evidencia confiable de esto. Generalmente alrededor del polvo y los primeros intentos de uso crearon muchos mitos y, obviamente, historias fantásticas.
Hay antiguos textos chinos que describen mezclas que son similares en composición al polvo negro. Fueron utilizados como medicamentos, así como para espectáculos pirotécnicos. Además, hay numerosas fuentes que afirman que en los siglos siguientes, los chinos utilizaron activamente la pólvora para fabricar cohetes, minas, granadas e incluso lanzallamas. Es cierto que las ilustraciones de ciertos tipos de este antiguo arma de fuego ponen en duda la posibilidad de su aplicación práctica.
Incluso antes de que el polvo en Europa comenzara a usar el "fuego griego", un explosivo combustible, una receta que, desafortunadamente, no ha llegado a nuestros días. El "fuego griego" era una mezcla inflamable, que no solo no se enfriaba con agua sino que incluso se ponía en contacto con ella incluso más inflamable. Este explosivo fue inventado por los bizantinos, utilizaron activamente el "fuego griego" tanto en tierra como en batallas marinas, y mantuvieron su receta en el secreto más estricto. Los expertos modernos creen que esta mezcla incluía aceite, alquitrán, azufre y cal viva.
La pólvora apareció por primera vez en Europa a mediados del siglo XIII y aún se desconoce cómo llegó al continente. Entre los inventores europeos de la pólvora, los nombres del monje Berthold Schwartz y el científico inglés Roger Bacon se mencionan a menudo, aunque los historiadores no tienen una opinión común. Según una de las versiones, la pólvora inventada en China, a través de la India y el Medio Oriente, llegó a Europa. De todos modos, ya en el siglo XIII, los europeos sabían de la pólvora e incluso intentaron usar este explosivo cristalino para minas y armas de fuego primitivas.
Durante muchos siglos, la pólvora siguió siendo el único tipo de explosivos que el hombre conocía y usaba. Sólo a principios de los siglos XVIII-XIX, gracias al desarrollo de la química y otras ciencias naturales, el desarrollo de explosivos alcanzó nuevas alturas.
A finales del siglo XVIII, gracias a los químicos franceses Lavoisier y Berthollet, apareció el llamado polvo de clorato. Al mismo tiempo, se inventó la "plata explosiva", así como el ácido pícrico, que en el futuro se utilizó para equipar proyectiles de artillería.
En 1799, el químico inglés Howard encontró "traqueteo de mercurio", que todavía se usa en los cebadores como un explosivo iniciador. A principios del siglo XIX, se obtuvo la piroxilina, un explosivo que no solo podía usarse para equipar conchas, sino también para hacer polvo sin humo.
En 1847, la nitroglicerina se sintetizó por primera vez, pero este explosivo demostró ser demasiado inestable y peligroso para la producción y el almacenamiento. Un poco más tarde, este problema fue parcialmente resuelto por el famoso Alfred Nobel, quien propuso mezclar la nitroglicirina con la arcilla. Así resultó la dinamita. Este es un explosivo poderoso, pero es altamente sensible. Durante la Primera Guerra Mundial, la dinamita intentó equipar proyectiles, pero esta idea fue rápidamente abandonada. La dinamita se usó en la minería durante mucho tiempo, pero hoy en día este explosivo no se ha producido durante mucho tiempo.
En 1863, los científicos alemanes descubrieron TNT, y en 1891, la producción industrial de este explosivo comenzó en Alemania. En 1897, el químico alemán Lentse sintetizó hexógeno, uno de los explosivos más poderosos y comunes de nuestros días.
El desarrollo de nuevos explosivos y dispositivos explosivos continuó a lo largo del siglo pasado, y la investigación en esta dirección continúa en la actualidad.
En 1942, el químico estadounidense Bachmann recibió un nuevo explosivo similar al hexógeno, pero mucho más poderoso que él. El nuevo explosivo recibió el nombre de octogen, en su efectividad, un kilogramo de este explosivo es igual a cuatro kilogramos de TNT.
En los años 60, la compañía estadounidense EXCOA le ofreció al Pentágono un nuevo explosivo a base de hidracina, que supuestamente era 20 veces más poderoso que TNT. Sin embargo, este explosivo tenía un inconveniente notable: el olor absolutamente desagradable de un inodoro abandonado de la estación. La auditoría mostró que, en términos de poder, una nueva sustancia superó a TNT solo 2 o 3 veces, y decidieron negarse a usarla. Después de esto, EXCOA propuso otra forma de usar un explosivo: hacer trincheras con él.
La sustancia se derramó en el suelo y luego explotó. Por lo tanto, en cuestión de segundos, fue posible obtener una zanja de perfil completo sin ningún esfuerzo adicional. Se enviaron varios juegos de explosivos a Vietnam para probarlos en condiciones de combate. El final de esta historia fue divertido: las trincheras obtenidas por la explosión tenían un olor tan desagradable que los soldados se negaron a estar en ellas.
A finales de los 80, los estadounidenses desarrollaron un nuevo explosivo: el CL-20. Según algunos informes de los medios, su poder es casi veinte veces más alto que el de TNT. Sin embargo, debido a su alto precio ($ 1,300 por 1 kg), la producción a gran escala de nuevos explosivos nunca comenzó.
