Un explosivo (o material explosivo ) es una sustancia reactiva que contiene una gran cantidad de energía potencial que puede producir una explosión si se libera repentinamente, generalmente acompañada de la producción de luz , calor , sonido y presión . Una carga explosiva es una cantidad medida de material explosivo, que puede estar compuesta únicamente por un ingrediente o ser una mezcla que contenga al menos dos sustancias.
La energía potencial almacenada en un material explosivo puede, por ejemplo, ser
Los materiales explosivos pueden clasificarse por la velocidad a la que se expanden. Los materiales que detonan (el frente de la reacción química se mueve más rápido a través del material que la velocidad del sonido ) se dice que son "altos explosivos" y los materiales que deflagran se dicen que son "bajos explosivos". Los explosivos también pueden clasificarse por su sensibilidad . Los materiales sensibles que pueden iniciarse con una cantidad relativamente pequeña de calor o presión son explosivos primarios y los materiales que son relativamente insensibles son explosivos secundarios o terciarios .
Una amplia variedad de sustancias químicas pueden explotar; un número menor se fabrican específicamente para ser utilizados como explosivos. El resto son demasiado peligrosos, sensibles, tóxicos, caros, inestables o propensos a la descomposición o degradación en períodos cortos de tiempo.
Por el contrario, algunos materiales son meramente combustibles o inflamables si arden sin explotar.
La distinción, sin embargo, no es tan clara. Ciertos materiales (polvos, gases o líquidos orgánicos volátiles) pueden ser simplemente combustibles o inflamables en condiciones normales, pero se vuelven explosivos en situaciones o formas específicas, como nubes dispersas en el aire , o confinamiento o liberación repentina .
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Las primeras armas térmicas , como el fuego griego , existen desde la antigüedad. En el fondo, la historia de los explosivos químicos se encuentra en la historia de la pólvora . [1] [2] Durante la dinastía Tang en el siglo IX, los alquimistas chinos taoístas intentaban ansiosamente encontrar el elixir de la inmortalidad. [3] En el proceso, se toparon con la invención explosiva de la pólvora negra hecha de carbón, salitre y azufre en 1044. La pólvora fue la primera forma de explosivos químicos y en 1161, los chinos estaban usando explosivos por primera vez en la guerra. . [4] [5] [6] Los chinos incorporarían explosivos disparados desde tubos de bambú o bronce conocidos como petardos de bambú. Los chinos también insertaron ratas vivas dentro de los petardos de bambú; Cuando se disparaban contra el enemigo, las ratas en llamas creaban grandes ramificaciones psicológicas: asustaban a los soldados enemigos y provocaban que las unidades de caballería se volvieran locas. [7]
El primer explosivo útil más fuerte que la pólvora negra fue la nitroglicerina , desarrollada en 1847. Como la nitroglicerina es un líquido y muy inestable, fue sustituida por la nitrocelulosa , el trinitrotolueno ( TNT ) en 1863, la pólvora sin humo , la dinamita en 1867 y la gelignita (siendo estas dos últimas preparaciones estabilizadas sofisticadas de nitroglicerina en lugar de alternativas químicas, ambas inventadas por Alfred Nobel ). La Primera Guerra Mundial vio la adopción del TNT en proyectiles de artillería. La Segunda Guerra Mundial vio un uso extensivo de nuevos explosivos (ver Lista de explosivos utilizados durante la Segunda Guerra Mundial ).
A su vez, estos han sido reemplazados en gran medida por explosivos más potentes como el C-4 y el PETN . Sin embargo, el C-4 y el PETN reaccionan con el metal y se inflaman fácilmente; sin embargo, a diferencia del TNT, el C-4 y el PETN son impermeables y maleables. [8]
La mayor aplicación comercial de los explosivos es la minería . Ya sea que la mina esté en la superficie o enterrada bajo tierra, la detonación o deflagración de un explosivo alto o bajo en un espacio confinado se puede utilizar para liberar un subvolumen bastante específico de un material frágil (roca) en un volumen mucho mayor. del mismo o similar material. La industria minera tiende a utilizar explosivos a base de nitratos como emulsiones de fueloil y soluciones de nitrato de amonio, mezclas de gránulos de nitrato de amonio (gránulos de fertilizante) y fueloil ( ANFO ) y suspensiones o lechadas gelatinosas de nitrato de amonio y combustibles combustibles.
En Ciencia e Ingeniería de Materiales, los explosivos se utilizan en revestimientos ( soldadura por explosión ). Se coloca una placa delgada de algún material encima de una capa gruesa de un material diferente, ambas capas típicamente de metal. Encima de la fina capa se coloca un explosivo. En un extremo de la capa de explosivo se inicia la explosión. Las dos capas metálicas se juntan a gran velocidad y con gran fuerza. La explosión se propaga desde el lugar de iniciación por todo el explosivo. Idealmente, esto produce una unión metalúrgica entre las dos capas.
Como el tiempo que la onda de choque permanece en cualquier punto es pequeño, podemos ver la mezcla de los dos metales y sus químicas superficiales, a lo largo de una fracción de la profundidad, y tienden a mezclarse de alguna manera. Es posible que alguna fracción del material de la superficie de cualquiera de las capas eventualmente sea expulsada cuando se alcanza el final del material. Por lo tanto, la masa de la bicapa ahora "soldada" puede ser menor que la suma de las masas de las dos capas iniciales.
Hay aplicaciones [ ¿cuáles? ] donde una onda de choque y la electrostática pueden resultar en proyectiles de alta velocidad. [ cita necesaria ]
Una explosión es un tipo de reacción química espontánea que, una vez iniciada, es impulsada tanto por un gran cambio exotérmico (gran liberación de calor) como por un gran cambio de entropía positivo (se liberan grandes cantidades de gases) al pasar de reactivos a productos, por lo que constituyendo un proceso termodinámicamente favorable además de uno que se propaga muy rápidamente. Así, los explosivos son sustancias que contienen una gran cantidad de energía almacenada en enlaces químicos . La estabilidad energética de los productos gaseosos y, por tanto, su generación proviene de la formación de especies fuertemente unidas como monóxido de carbono, dióxido de carbono y (di)nitrógeno, que contienen fuertes enlaces dobles y triples con fuerzas de enlace de casi 1 MJ/mol. En consecuencia, la mayoría de los explosivos comerciales son compuestos orgánicos que contienen grupos –NO 2 , –ONO 2 y –NHNO 2 que al detonar liberan gases como los antes mencionados (p. ej., nitroglicerina , TNT , HMX , PETN , nitrocelulosa ). [9]
Un explosivo se clasifica como explosivo bajo o alto según su velocidad de combustión : los explosivos bajos arden rápidamente (o deflagran ), mientras que los explosivos altos detonan . Si bien estas definiciones son distintas, el problema de medir con precisión la descomposición rápida dificulta la clasificación práctica de los explosivos. La velocidad del sonido al nivel del mar (343 m/seg) se acepta generalmente como distinción entre explosivos bajos y altos.
La mecánica de explosivos tradicional se basa en la rápida oxidación, sensible a los golpes, de carbono e hidrógeno a dióxido de carbono, monóxido de carbono y agua en forma de vapor. Los nitratos suelen proporcionar el oxígeno necesario para quemar el combustible de carbono e hidrógeno. Los explosivos de alta potencia tienden a tener oxígeno, carbono e hidrógeno contenidos en una molécula orgánica, y los explosivos menos sensibles como el ANFO son combinaciones de combustible (combustible de carbono e hidrógeno) y nitrato de amonio . Se puede agregar un sensibilizador, como aluminio en polvo, a un explosivo para aumentar la energía de la detonación. Una vez detonada, la porción de nitrógeno de la formulación explosiva emerge como gas nitrógeno y óxidos nítricos tóxicos .
La descomposición química de un explosivo puede tardar años, días, horas o una fracción de segundo. Los procesos de descomposición más lentos tienen lugar durante el almacenamiento y sólo tienen interés desde el punto de vista de la estabilidad. Más interesantes son las otras dos formas rápidas además de la descomposición: la deflagración y la detonación.
En la deflagración, la descomposición del material explosivo se propaga por un frente de llama que se mueve lentamente a través del material explosivo a velocidades inferiores a la velocidad del sonido dentro de la sustancia (que suele ser superior a 340 m/s o 1240 km/h en la mayoría de los casos líquidos). o materiales sólidos) [10] a diferencia de la detonación, que ocurre a velocidades superiores a la velocidad del sonido. La deflagración es una característica del material poco explosivo .
Este término se utiliza para describir un fenómeno explosivo mediante el cual la descomposición se propaga mediante una onda de choque que atraviesa el material explosivo a velocidades mayores que la velocidad del sonido dentro de la sustancia. [11] El frente de choque es capaz de atravesar el material altamente explosivo a velocidades supersónicas, típicamente miles de metros por segundo.
Además de los explosivos químicos, existen varios materiales explosivos más exóticos y métodos exóticos para provocar explosiones. Los ejemplos incluyen explosivos nucleares y calentar abruptamente una sustancia a un estado de plasma con un láser de alta intensidad o un arco eléctrico .
El calentamiento por láser y por arco se utiliza en detonadores láser, detonadores de alambre de puente explosivo e iniciadores de láminas explosivas , donde se crea una onda de choque y luego una detonación en material explosivo químico convencional mediante calentamiento por láser o arco eléctrico. Actualmente, en la práctica, la energía láser y eléctrica no se utilizan para generar la mayor parte de la energía necesaria, sino sólo para iniciar reacciones.
Para determinar la idoneidad de una sustancia explosiva para un uso particular, primero se deben conocer sus propiedades físicas . La utilidad de un explosivo sólo puede apreciarse cuando se comprenden plenamente sus propiedades y los factores que los afectan. Algunas de las características más importantes se enumeran a continuación:
La sensibilidad se refiere a la facilidad con la que un explosivo puede encenderse o detonarse, es decir, la cantidad e intensidad del choque , la fricción o el calor que se requiere. Cuando se utiliza el término sensibilidad, se debe tener cuidado de aclarar qué tipo de sensibilidad se está discutiendo. La sensibilidad relativa de un explosivo determinado al impacto puede variar mucho de su sensibilidad a la fricción o al calor. Algunos de los métodos de prueba utilizados para determinar la sensibilidad se relacionan con:
Explosivos específicos (normalmente, pero no siempre, muy sensibles en uno o más de los tres ejes anteriores) pueden ser idiosincrásicamente sensibles a factores tales como caída de presión, aceleración, presencia de bordes afilados o superficies rugosas, materiales incompatibles o incluso, en casos raros, —radiación nuclear o electromagnética. Estos factores presentan riesgos especiales que pueden descartar cualquier utilidad práctica.
La sensibilidad es una consideración importante al seleccionar un explosivo para un propósito particular. El explosivo de un proyectil perforante debe ser relativamente insensible, o el impacto provocaría que detonara antes de penetrar hasta el punto deseado. Las lentes explosivas que rodean las cargas nucleares también están diseñadas para ser muy insensibles, a fin de minimizar el riesgo de detonación accidental.
Índice de la capacidad de un explosivo para iniciar su detonación de manera sostenida. Se define por el poder del detonador que seguramente preparará el explosivo para una detonación sostenida y continua. Se hace referencia a la escala Sellier-Bellot que consta de una serie de 10 detonadores, del n. 1 al n. 10, cada uno de los cuales corresponde a un peso de carga creciente. En la práctica, la mayoría de los explosivos que se encuentran actualmente en el mercado son sensibles a un n. 8 detonador, donde la carga corresponde a 2 gramos de fulminato de mercurio .
La velocidad con la que se propaga el proceso de reacción en la masa del explosivo. La mayoría de los explosivos mineros comerciales tienen velocidades de detonación que oscilan entre 1800 m/s y 8000 m/s. Hoy en día, la velocidad de detonación se puede medir con precisión. Junto con la densidad, es un elemento importante que influye en el rendimiento de la energía transmitida tanto para la sobrepresión atmosférica como para la aceleración del suelo. Por definición, un "bajo explosivo", como la pólvora negra o la pólvora sin humo, tiene una velocidad de combustión de 171 a 631 m/s. [12] Por el contrario, un "alto explosivo", ya sea primario, como un cordón detonante , o secundario, como TNT o C-4, tiene una velocidad de combustión significativamente mayor, de aproximadamente 6900 a 8092 m/s. [13]
La estabilidad es la capacidad que tiene un explosivo de almacenarse sin deterioro .
Los siguientes factores afectan la estabilidad de un explosivo:
El término potencia o rendimiento aplicado a un explosivo se refiere a su capacidad para realizar un trabajo. En la práctica, se define como la capacidad del explosivo para lograr lo que se pretende en cuanto a suministro de energía (es decir, proyección de fragmentos, explosión de aire, chorro de alta velocidad, choque submarino y energía de burbujas, etc.). El poder o el rendimiento explosivos se evalúan mediante una serie de pruebas personalizadas para evaluar el material para su uso previsto. De las pruebas que se enumeran a continuación, las pruebas de expansión del cilindro y de chorro de aire son comunes a la mayoría de los programas de prueba, y las demás admiten aplicaciones específicas.
Además de la fuerza, los explosivos presentan una segunda característica, que es su efecto demoledor o brisance (del francés que significa "romper"), que los distingue y separa de su capacidad total de trabajo. Esta característica es de importancia práctica para determinar la efectividad de una explosión en proyectiles fragmentadores, casquillos de bombas, granadas y similares. La rapidez con la que un explosivo alcanza su presión máxima ( potencia ) es una medida de su brillo. Los valores de Brisance se emplean principalmente en Francia y Rusia.
La prueba de aplastamiento de arena se emplea comúnmente para determinar la brisancia relativa en comparación con el TNT. Ninguna prueba es capaz de comparar directamente las propiedades explosivas de dos o más compuestos; Es importante examinar los datos de varias de estas pruebas (aplastamiento por arena, trauzl , etc.) para evaluar la relativa brisancia. Los valores verdaderos para comparar requieren experimentos de campo.
La densidad de carga se refiere a la masa de un explosivo por unidad de volumen. Hay varios métodos de carga disponibles, incluida la carga de perdigones, la carga de fundición y la carga de prensa; la elección está determinada por las características del explosivo. Dependiendo del método empleado, se puede obtener una densidad promedio de la carga cargada que se encuentra entre el 80% y el 99% de la densidad máxima teórica del explosivo. La alta densidad de carga puede reducir la sensibilidad al hacer que la masa sea más resistente a la fricción interna . Sin embargo, si la densidad aumenta hasta el punto de aplastar los cristales individuales, el explosivo puede volverse más sensible. Una mayor densidad de carga también permite el uso de más explosivos, aumentando así la potencia de la ojiva . Es posible comprimir un explosivo más allá de un punto de sensibilidad, conocido también como presión muerta , en el que el material ya no es capaz de iniciarse de manera confiable, en todo caso. [ cita necesaria ]
La volatilidad es la facilidad con la que una sustancia se vaporiza . La volatilidad excesiva a menudo resulta en el desarrollo de presión dentro de las municiones y la separación de las mezclas en sus constituyentes. La volatilidad afecta a la composición química del explosivo de tal manera que puede producirse una marcada reducción de la estabilidad, lo que da lugar a un aumento del peligro de manipulación.
La introducción de agua en un explosivo es altamente indeseable ya que reduce la sensibilidad, fuerza y velocidad de detonación del explosivo. La higroscopicidad es una medida de las tendencias de absorción de humedad de un material. La humedad afecta negativamente a los explosivos al actuar como un material inerte que absorbe calor cuando se vaporiza y al actuar como un medio solvente que puede causar reacciones químicas no deseadas. La sensibilidad, la fuerza y la velocidad de detonación se reducen mediante materiales inertes que reducen la continuidad de la masa explosiva. Cuando el contenido de humedad se evapora durante la detonación, se produce un enfriamiento, lo que reduce la temperatura de reacción. La estabilidad también se ve afectada por la presencia de humedad ya que la humedad promueve la descomposición del explosivo y, además, provoca la corrosión del recipiente metálico del explosivo.
Los explosivos difieren considerablemente entre sí en cuanto a su comportamiento en presencia de agua. Las dinamitas de gelatina que contienen nitroglicerina tienen cierto grado de resistencia al agua. Los explosivos a base de nitrato de amonio tienen poca o ninguna resistencia al agua, ya que el nitrato de amonio es muy soluble en agua y es higroscópico.
Muchos explosivos son tóxicos hasta cierto punto. Los insumos de fabricación también pueden ser compuestos orgánicos o materiales peligrosos que requieren un manejo especial debido a riesgos (como los carcinógenos ). Los productos de descomposición, los sólidos residuales o los gases de algunos explosivos pueden ser tóxicos, mientras que otros son inofensivos, como el dióxido de carbono y el agua.
Ejemplos de subproductos nocivos son:
Los "explosivos verdes" buscan reducir los impactos sobre el medio ambiente y la salud. Un ejemplo de ello es el explosivo primario sin plomo 5-nitrotetrazolato de cobre (I), una alternativa a la azida de plomo . [14] Una variedad de explosivo verde son los explosivos CDP, cuya síntesis no involucra ningún ingrediente tóxico, consume dióxido de carbono durante la detonación y no libera óxidos nítricos a la atmósfera cuando se usa. [ cita necesaria ]
Se puede incorporar material explosivo en el tren explosivo de un dispositivo o sistema. Un ejemplo es un cable pirotécnico que enciende un propulsor, lo que hace que la carga principal detone.
Los explosivos más utilizados son líquidos o sólidos condensados convertidos en productos gaseosos mediante reacciones químicas explosivas y la energía liberada por esas reacciones. Los productos gaseosos de la reacción completa suelen ser dióxido de carbono , vapor y nitrógeno . [15] Los volúmenes gaseosos calculados según la ley de los gases ideales tienden a ser demasiado grandes a las altas presiones características de las explosiones. [16] La expansión del volumen final puede estimarse en tres órdenes de magnitud, o un litro por gramo de explosivo. Los explosivos con déficit de oxígeno generarán hollín o gases como monóxido de carbono e hidrógeno , que pueden reaccionar con materiales circundantes como el oxígeno atmosférico . [15] Los intentos de obtener estimaciones de volumen más precisas deben considerar la posibilidad de reacciones secundarias, condensación de vapor y solubilidad acuosa de gases como el dióxido de carbono. [17]
En comparación, la detonación del CDP se basa en la rápida reducción del dióxido de carbono a carbono con abundante liberación de energía. En lugar de producir gases residuales típicos como dióxido de carbono, monóxido de carbono, nitrógeno y óxidos nítricos, el CDP es diferente. En cambio, la reducción altamente energética del dióxido de carbono a carbono vaporiza y presuriza el exceso de hielo seco en el frente de onda, que es el único gas liberado por la detonación. Por lo tanto, la velocidad de detonación de las formulaciones de CDP se puede personalizar ajustando el porcentaje en peso del agente reductor y el hielo seco. Las detonaciones de CDP producen una gran cantidad de materiales sólidos que pueden tener un gran valor comercial como abrasivo:
Ejemplo: reacción de detonación de CDP con magnesio: XCO 2 + 2Mg → 2MgO + C + (X-1)CO 2
Los productos de la detonación en este ejemplo son óxido de magnesio, carbono en varias fases, incluido el diamante, y exceso de dióxido de carbono vaporizado que no fue consumido por la cantidad de magnesio en la formulación explosiva. [18]
El balance de oxígeno es una expresión que se utiliza para indicar el grado en que se puede oxidar un explosivo. Si una molécula explosiva contiene suficiente oxígeno para convertir todo su carbono en dióxido de carbono, todo su hidrógeno en agua y todo su metal en óxido metálico sin exceso, se dice que la molécula tiene un equilibrio de oxígeno cero. Se dice que la molécula tiene un equilibrio de oxígeno positivo si contiene más oxígeno del necesario y un equilibrio de oxígeno negativo si contiene menos oxígeno del necesario. [19] La sensibilidad, la fuerza y el brillo de un explosivo dependen en cierta medida del equilibrio de oxígeno y tienden a acercarse a sus máximos a medida que el equilibrio de oxígeno se acerca a cero.
El equilibrio de oxígeno se aplica a la mecánica de explosivos tradicionales con el supuesto de que el carbono se oxida a monóxido de carbono y dióxido de carbono durante la detonación. En lo que parece una paradoja para un experto en explosivos, la Física de la Detonación en Frío utiliza carbono en su estado más oxidado como fuente de oxígeno en forma de dióxido de carbono. Por lo tanto, el balance de oxígeno no se aplica a una formulación de CDP o debe calcularse sin incluir el carbono en el dióxido de carbono. [18]
Un explosivo químico puede consistir en un compuesto químicamente puro, como la nitroglicerina , o una mezcla de un combustible y un oxidante , como la pólvora negra o el polvo de grano y aire.
Algunos compuestos químicos son inestables porque, cuando se les aplica una descarga eléctrica, reaccionan, posiblemente hasta el punto de detonar. Cada molécula del compuesto se disocia en dos o más moléculas nuevas (generalmente gases) con liberación de energía.
Las composiciones anteriores pueden describir la mayor parte del material explosivo, pero un explosivo práctico a menudo incluirá pequeños porcentajes de otras sustancias. Por ejemplo, la dinamita es una mezcla de nitroglicerina altamente sensible con aserrín , sílice en polvo o, más comúnmente, tierra de diatomeas , que actúan como estabilizadores. Se pueden añadir plásticos y polímeros para unir polvos de compuestos explosivos; se pueden incorporar ceras para hacerlas más seguras de manipular; Se puede introducir polvo de aluminio para aumentar la energía total y los efectos de la explosión. Los compuestos explosivos también suelen estar "aleados": los polvos HMX o RDX se pueden mezclar (normalmente mediante fundición) con TNT para formar Octol o Cyclotol .
Un oxidante es una sustancia pura ( molécula ) que en una reacción química puede aportar algunos átomos de uno o más elementos oxidantes, en los que arde el componente combustible del explosivo. En el nivel más simple, el oxidante puede ser en sí mismo un elemento oxidante , como oxígeno gaseoso o líquido .
La disponibilidad y el costo de los explosivos están determinados por la disponibilidad de las materias primas y el costo, la complejidad y la seguridad de las operaciones de fabricación.
Un explosivo primario es un explosivo que es extremadamente sensible a estímulos como impacto , fricción , calor , electricidad estática o radiación electromagnética . Algunos explosivos primarios también se conocen como explosivos de contacto . Se requiere una cantidad relativamente pequeña de energía para la iniciación . Por regla muy general se consideran explosivos primarios aquellos compuestos que son más sensibles que el PETN . Como medida práctica, los explosivos primarios son lo suficientemente sensibles como para poder activarse de forma fiable con un golpe de martillo; sin embargo, la PETN también suele iniciarse de esta manera, por lo que ésta es sólo una directriz muy amplia. Además, varios compuestos, como el triyoduro de nitrógeno , son tan sensibles que ni siquiera pueden manipularse sin detonar. El triyoduro de nitrógeno es tan sensible que puede detonarse de manera confiable mediante exposición a radiación alfa ; es el único explosivo para el cual esto es cierto. [ cita necesaria ]
Los explosivos primarios se utilizan a menudo en detonadores o para activar cargas más grandes de explosivos secundarios menos sensibles . Los explosivos primarios se utilizan comúnmente en detonadores y casquillos de percusión para traducir una señal de choque físico. En otras situaciones, para iniciar una acción, es decir, una explosión, se utilizan diferentes señales, como una descarga eléctrica o física o, en el caso de los sistemas de detonación por láser, luz. Una pequeña cantidad, normalmente miligramos, es suficiente para iniciar una carga mayor de explosivo que suele ser más segura de manejar.
Ejemplos de altos explosivos primarios son:
Un explosivo secundario es menos sensible que un explosivo primario y requiere sustancialmente más energía para iniciarse. Debido a que son menos sensibles, se pueden utilizar en una variedad más amplia de aplicaciones y son más seguros de manipular y almacenar. Los explosivos secundarios se utilizan en mayores cantidades en un tren de explosivos y normalmente se inician con una cantidad menor de explosivo primario.
Ejemplos de explosivos secundarios incluyen TNT y RDX .
Los explosivos terciarios , también llamados agentes explosivos , son tan insensibles al impacto que no pueden ser detonados de manera confiable con cantidades prácticas de explosivo primario , y en su lugar requieren un refuerzo explosivo intermedio de explosivo secundario . Estos se utilizan a menudo por motivos de seguridad y por los costes típicamente más bajos de material y manipulación. Los mayores consumidores son las operaciones de minería y construcción a gran escala .
La mayoría de los terciarios incluyen un combustible y un oxidante. El ANFO puede ser un explosivo terciario si su velocidad de reacción es lenta.
Los explosivos bajos (o explosivos de bajo orden) son compuestos en los que la velocidad de descomposición avanza a través del material a menos que la velocidad del sonido . La descomposición se propaga por un frente de llama ( deflagración ) que se propaga a través del material explosivo mucho más lentamente que una onda de choque de un explosivo potente. En condiciones normales , los explosivos de baja potencia sufren deflagraciones a velocidades que varían desde unos pocos centímetros por segundo hasta aproximadamente 0,4 kilómetros por segundo (1300 pies/s). Es posible que deflagren muy rápidamente, produciendo un efecto similar a una detonación . Esto puede suceder bajo presión más alta (como cuando la pólvora deflagra dentro del espacio confinado del casquillo de una bala, acelerando la bala mucho más allá de la velocidad del sonido) o temperatura .
Un explosivo bajo suele ser una mezcla de una sustancia combustible y un oxidante que se descompone rápidamente (deflagración); sin embargo, arden más lentamente que un explosivo potente, que tiene una velocidad de combustión extremadamente rápida. [ cita necesaria ]
Normalmente se emplean explosivos de baja potencia como propulsores . Se incluyen en este grupo los productos derivados del petróleo como el propano y la gasolina , la pólvora (incluida la pólvora sin humo ) y la pirotecnia ligera , como bengalas y fuegos artificiales , pero pueden reemplazar a los explosivos potentes en determinadas aplicaciones, incluidas las voladuras con gas a presión. [23]
Los explosivos altos (HE, o explosivos de alto orden) son materiales explosivos que detonan , lo que significa que el frente de choque explosivo atraviesa el material a una velocidad supersónica . Los explosivos de alta potencia detonan con una velocidad explosiva de aproximadamente 3 a 9 kilómetros por segundo (9800 a 29 500 pies / s). Por ejemplo, el TNT tiene una velocidad de detonación (quemado) de aproximadamente 6,9 km/s (22.600 pies por segundo), una cuerda detonante de 6,7 km/s (22.000 pies por segundo) y el C-4 de aproximadamente 8,0 km/s (26.000 pies). por segundo). Normalmente se emplean en aplicaciones de minería, demolición y militares. El término explosivo alto contrasta con el término explosivo bajo , que explota ( deflagra ) a un ritmo menor.
Los explosivos altos se pueden dividir en dos clases de explosivos diferenciadas por su sensibilidad : explosivo primario y explosivo secundario. Aunque los explosivos terciarios (como el ANFO a 3200 m/s) técnicamente pueden cumplir con la definición de velocidad explosiva, no se consideran explosivos potentes en contextos regulatorios.
Son químicamente posibles innumerables compuestos altamente explosivos, pero entre los importantes desde el punto de vista comercial y militar se incluyen NG , TNT , TNP , TNX, RDX , HMX , PETN , TATP , TATB y HNS .
Los explosivos a menudo se caracterizan por la forma física en la que se producen o utilizan. Estas formas de uso se clasifican comúnmente como: [24]
Las etiquetas y rótulos de envío pueden incluir marcas nacionales y de las Naciones Unidas .
Las marcas de las Naciones Unidas incluyen códigos numerados de clase y división de peligro (HC/D) y códigos alfabéticos de grupo de compatibilidad. Aunque los dos están relacionados, son separados y distintos. Cualquier designador de grupo de compatibilidad se puede asignar a cualquier clase y división de peligro. Un ejemplo de esta marca híbrida sería un fuego artificial de consumo , que está etiquetado como 1.4G o 1.4S.
Ejemplos de marcas nacionales incluirían códigos del Departamento de Transporte de los Estados Unidos (US DOT).
La Clase y División de Peligros del GHS de las Naciones Unidas (HC/D) es un designador numérico dentro de una clase de peligro que indica el carácter, el predominio de los peligros asociados y el potencial de causar bajas al personal y daños a la propiedad. Es un sistema aceptado internacionalmente que comunica mediante la cantidad mínima de marcas el peligro principal asociado con una sustancia. [25]
A continuación se enumeran las Divisiones para la Clase 1 (Explosivos):
Para ver una tabla completa de la ONU, consulte los párrafos 3 a 8 y 3 a 9 de NAVSEA OP 5, vol. 1, Capítulo 3.
Los códigos de grupo de compatibilidad se utilizan para indicar la compatibilidad de almacenamiento de materiales HC/D Clase 1 (explosivos). Las letras se utilizan para designar 13 grupos de compatibilidad de la siguiente manera.
La legalidad de poseer o utilizar explosivos varía según la jurisdicción. Varios países alrededor del mundo han promulgado leyes sobre explosivos y requieren licencias para fabricar, distribuir, almacenar, usar y poseer explosivos o ingredientes.
En los Países Bajos , el uso civil y comercial de explosivos está cubierto por la Wet explosieven voor civiel gebruik (Ley de explosivos para uso civil), de conformidad con la directiva de la UE n. 93/15/EEG [26] (holandés). El uso ilegal de explosivos está cubierto por la Wet Wapens en Munitie (Ley sobre armas y municiones) [27] (holandesa).
El nuevo Reglamento de Explosivos de 2014 (ER 2014) [28] entró en vigor el 1 de octubre de 2014 y define "explosivo" como:
"a) cualquier artículo explosivo o sustancia explosiva que:
(i) si están embalados para el transporte, estarán clasificados de acuerdo con las Recomendaciones de las Naciones Unidas como pertenecientes a la Clase 1; o
(ii) ser clasificado de acuerdo con las Recomendaciones de las Naciones Unidas como:
aa) ser excesivamente sensible o tan reactivo que esté sujeto a una reacción espontánea y, por tanto, demasiado peligroso para su transporte, y
(bb) pertenecientes a la Clase 1; o
b) un explosivo insensibilizado,
pero no incluye una sustancia explosiva producida como parte de un proceso de fabricación que posteriormente la reprocesa para producir una sustancia o preparado que no sea una sustancia explosiva" [28]
"Cualquier persona que desee adquirir o conservar explosivos relevantes debe comunicarse con el oficial de enlace de explosivos de la policía local. Todos los explosivos son explosivos relevantes, excepto los enumerados en el Anexo 2 del Reglamento de Explosivos de 2014". [29]
Durante la Primera Guerra Mundial , se crearon numerosas leyes para regular las industrias relacionadas con la guerra y aumentar la seguridad dentro de los Estados Unidos. En 1917, el 65º Congreso de los Estados Unidos creó muchas leyes , incluida la Ley de Espionaje de 1917 y la Ley de Explosivos de 1917 .
La Ley de Explosivos de 1917 (sesión 1, capítulo 83, 40 Stat. 385) se firmó el 6 de octubre de 1917 y entró en vigor el 16 de noviembre de 1917. El resumen legal es "Una ley para prohibir la fabricación, distribución, almacenamiento, uso, y posesión en tiempo de guerra de explosivos, estableciendo normas para la fabricación, distribución, almacenamiento, uso y posesión segura de los mismos, y para otros fines". Esta fue la primera regulación federal para otorgar licencias para la compra de explosivos. La ley fue desactivada después de que terminó la Primera Guerra Mundial. [30]
Después de que Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial , se reactivó la Ley de Explosivos de 1917. En 1947, la ley fue desactivada por el presidente Truman . [31]
La Ley de Control del Crimen Organizado de 1970 ( Pub. L. 91–452) transfirió muchas regulaciones sobre explosivos a la Oficina de Alcohol, Tabaco y Armas de Fuego (ATF) del Departamento del Tesoro . El proyecto de ley entró en vigor en 1971. [32]
Actualmente, la normativa se rige por el Título 18 del Código de los Estados Unidos y el Título 27 del Código de Reglamentos Federales :
Muchos estados restringen la posesión, venta y uso de explosivos.
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Este artículo incorpora texto publicado bajo la licencia británica de gobierno abierto v3.0: "The Explosives Regulators 2014". www.legislación.gov.uk . Archivado desde el original el 12 de febrero de 2019 . Consultado el 16 de febrero de 2019 .Listados en orden alfabético: