Un explosivo de gel de agua es una mezcla explosiva sensibilizada con combustible que consiste en una solución acuosa de nitrato de amonio que actúa como oxidante . [1] Los geles de agua que no son sensibles a la cápsula se conocen en las normas de seguridad de los Estados Unidos como agentes explosivos. Los explosivos de gel de agua tienen una consistencia gelatinosa y vienen en un empaque tipo salchicha cerrado con grapas por ambos lados. [2]
Los explosivos en gel de agua han desplazado casi por completo a la dinamita , [ cita requerida ] convirtiéndose en los agentes explosivos civiles más utilizados.
Los geles de agua suelen tener muchos ingredientes diferentes. Contienen un agente gelatinizante, también conocido como espesante, que modifica su consistencia, desde geles fácilmente vertibles hasta sólidos duros. El alcohol polivinílico , la goma guar , las gomas de dextrano y las resinas de urea-formaldehído son los agentes gelificantes típicos. El guar, específicamente, es un agente gelificante utilizado para la parte acuosa de los explosivos de gel de agua. [3] El componente principal de los geles de agua es el nitrato de metilamina . El nitrato de metilamina es la sal formada por la neutralización de la metilamina con ácido nítrico . [4] Los explosivos de gel de agua también están hechos de nitrato de amonio, nitrato de calcio, aluminio, etilenglicol y TNT. Las proporciones de estos componentes varían dependiendo de la explosividad deseada del gel de agua. [5]
Los explosivos de gel de agua se producen combinando nitroparafinas , generalmente nitrometano , con una solución de sal acuosa y un agente gelificante. Estas nitroparafinas generalmente constituyen la mayor parte del explosivo de gel de agua. Se utilizan diferentes tipos de agentes gelificantes para crear el explosivo de gel de agua. Un agente es insoluble en agua, pero capaz de gelificarse con nitrometano. El gel utilizado para el nitrometano es cianoetiléter, un derivado de la goma de galactomanano . Otros agentes son solubles en agua y se utilizan para la solución de sal acuosa. Como se mencionó anteriormente, las gomas solubles en agua y los modificadores de gel (como el guar) se pueden utilizar para la gelificación de soluciones acuosas. Cuando la solución de sal y la nitroparafina se gelifican, toda la mezcla se combina y se mezcla hasta que se logra la consistencia deseada. Una característica que permite que el explosivo funcione tan bien es la naturaleza insoluble de la nitroparafina. La eficacia de los geles de agua depende de la diseminación de sales en la solución de sal. Las partículas deben ser muy pequeñas y finas para que puedan dispersarse bien por toda la solución. Algunas sales que se utilizan comúnmente incluyen: nitrato de amonio, nitrato de sodio, perclorato de sodio y clorato de potasio. La sensibilidad del explosivo debe aumentarse para mejorar el inicio de la detonación del explosivo. Existen diferentes técnicas para aumentar la sensibilidad. El aluminio u otros metales en polvo pueden ayudar a aumentar la sensibilidad del gel de agua, pero aumentar la sensibilidad también significa que los explosivos son más combustibles. [6] Los metales en polvo no han demostrado ser completamente efectivos para aumentar la sensibilidad del explosivo porque no se mezclan uniformemente en la solución. También pierden sensibilidad a medida que aumenta el tiempo de almacenamiento. Los sensibilizadores líquidos no autoexplosivos como el nitrobenceno y el nitrotolueno líquido tampoco han funcionado bien porque son difíciles de mantener en suspensión. Se ha descubierto que los mononitratos alifáticos líquidos funcionan muy eficazmente como sensibilizadores cuando están bien mezclados en el gel de agua. [7]
Los explosivos de gel de agua tienden a ser menos tóxicos y menos peligrosos que la dinamita para fabricar, transportar y almacenar. [8] Los geles de agua también son menos costosos que los explosivos convencionales. Debido a que son relativamente seguros y fáciles de usar, a menudo se utilizan en la industria minera. [9] Hay muchos tipos diferentes de explosivos de gel de agua para usar en diferentes situaciones. Un tipo, un explosivo de lechada de diámetro pequeño, se puede usar específicamente para voladuras en áreas de socavación, corte intermedio y despilar de carbón. Son preferibles a los explosivos a base de nitroglicerina como la dinamita porque producen humos menos nocivos. [10] Detagel, que es muy fuerte, es un ejemplo específico de un explosivo de gel de agua de diámetro pequeño que se utiliza para actividades mineras. [ cita requerida ]
Los explosivos de gel de agua se utilizan con frecuencia como explosivos de cartucho porque son mucho más fáciles de cargar en carcasas grandes. Con los explosivos de gel de agua, el material de lechada se puede verter simplemente en la carcasa. Los explosivos tradicionales se vierten en la carcasa. Este proceso es laborioso y la carga puede comenzar a encogerse, creando múltiples huecos. [ cita requerida ] Una ventaja final de la lechada es que se puede almacenar en forma de componente no explosivo y sensibilizar en explosivos fabricados en el campo según sea necesario. El explosivo se puede sensibilizar mediante la adición de gas, polvo metálico u otro explosivo como TNT , RDX , HMX o PETN . El agua en los explosivos de gel de agua se convierte en un reactivo mediante la adición de grandes cantidades de aluminio .