Explosivo

Un explosivo es un material que puede hacer explosión liberando grandes cantidades de energía bajo la forma de gases, calor, presión o radiación. Para la preparación se utilizan sustancias especiales que se mezclan, como el abelite. Hay muchos tipos de explosivos según su composición química.

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Clasificación de explosivos

Se dividen básicamente en explosivos de alto orden (p. ej. TNT) y explosivos de bajo orden (p. ej. pólvora).

Los explosivos de alto orden tienen una velocidad de combustión elevada, de varios km/s, alcanzando velocidades de detonación y por eso son aptos para la demolición.

Los explosivos de bajo orden queman a una velocidad de varios cientos de metros por segundo, llegando incluso a velocidades de un par de km/s, lo que se llama deflagración (los explosivos de bajo orden no detonan). Son utilizados para la propulsión y para los fuegos artificiales.

Se llama DDT (por su sigla en inglés, Deflagration-Detonation Transition) a los explosivos que tienen un velocidad de quemado intermedia entre los dos tipos de explosivos.

Explosivos de alto orden

* trinitrotolueno o TNT
* RDX o Ciclonita (trinitrofenilmetilnitramina)
* PENT o Tetranitrato de pentaeritrita
* Nitrato de amonio
* ANFO
* Amonal
* Ácido pícrico o TNP (Trinitrofenol)
* Picrato amónico
* Tetranitrometano
* HMX (Ciclotetrametilentetranitramina)
* C-4

Trinitrotolueno

El trinitrotolueno (TNT) o 2,4,6-trinitrometilbenceno (notación IUPAC) es un hidrocarburo aromático cristalino de color amarillo pálido que se funde a 81 °C. Es un compuesto químico explosivo y parte de varias mezclas explosivas, por ejemplo el amatol que se obtiene mezclando TNT con nitrato de amonio. Se prepara por la nitración de tolueno (C6H5CH3), tiene fórmula química C6H2(NO2)3CH3.

En su forma refinada, el trinitrotolueno es bastante estable y, a diferencia de la nitroglicerina, es relativamente insensible a la fricción, a los golpes o a la agitación. Explota cuando un peso de 2 kg cae sobre él desde 35 cm de altura (es decir, 2 kg a 2,6 m/s, o una energia de 6,86 Joules). Su temperatura de explosión, cuando es anhidrido, es de 470 ºC. Esto significa que se debe utilizar un detonador.

Su explosión se produce de acuerdo con las siguientes reacciones:

C6H2(NO2)3CH2 → 6CO+2.5H2+1.5N2+C

C6H2(CH3)(CH2)2 → 6CO+0.5CH4+0.5H2+1.5N2

El análisis de los gases de la explosión es el siguiente:

Compuesto y Porcentaje
CO2 - 3,7 %
CO - 70,5 %
H2 - 1,7 %
N2 - 19,9 %
C - 4,2 %

tipos de explosivos

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2,4,6-Trinitrotolueno


No reacciona con metales ni absorbe agua, por lo que es muy estable para almacenarlo durante largos periodos de tiempo, a diferencia de la dinamita.

Sí reacciona con álcalis, formándo compuestos inestables muy sensibles al calor y al impacto.


RDX

La Ciclotrimetilenetrinitramina, también conocida como RDX, ciclonita, hexógeno, o T4, es un explosivo nitroamina utilizado ampliamente en aplicaciones militares e industriales. Las variantes en su nomenclatura son Ciclotrimetileno-trinitramina y Ciclotrimetileno Trinitramina.

En su estado puro sintetizado, el RDX es un sólido cristalino blanco. Como explosivo se utiliza generalmente mezclado con otros explosivos y plastificantes o desensibilizadores. Es estable almacenado y se le considera uno de los altos explosivos militares más potentes.

El RDX es la base de algunos explosivos militares comunes: Compuesto A (explosivo granulado recubierto con cera que consiste en RDX y cera plastificante), compuesto A5 (mezclado con un 1.5% de ácido esteárico), Compuesto B (mezcla de RDX y TNT), Compuesto C (un explosivo plástico de demoliciones que consiste en RDX, TNT, polvo de aluminio y cera D-2 con cloruro cálcico), H-6, Ciclotol y C-4.

Además el RDX se utiliza como compuesto principal de muchos de los explosivos plásticos aglutinados que se usan en las armas nucleares.


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Propiedades

La velocidad de detonación del RDX a una densidad de 1.76 gramos cm-13 es de 8,750 metros por segundo.

Es un sólido incoloro de densidad teórica máxima 1.82 g cm-3. Se obtiene mediante la reacción que se produce al mezclar ácido nítrico concentrado con examina.

(CH2)6N4 + 4HNO3 → (CH2-N-NO2)3 + 3HCHO + NH4+ + NO3-

Es un heterociclo con la forma molecular de un anillo. Comienza a descomponerse a unos 170 ºC y se funde a 204 ºC. Su fórmula estructural es exahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triacina o (CH2-N-NO2)3.

A temperatura ambiente es muy estable. Se quema en vez de explotar y solo detona mediante el uso de un detonador. No se ve afectado por el fuego de armas cortas. Es menos sensible que el pentaeritritol tetranitrato (PETN). Sin embargo, es muy sensible cuando se le cristaliza a una temperatura por debajo de −4°C.

En condiciones normales el RDX tiene una figura de insensibilidad de 80.

Sublima en el vacío, lo cual limita su uso en los cierres pirotécnicos en los vehículos espaciales.

Pent

El pent (tetranitrato de pentaeritritol, también conocido como pentrita) es uno de los altos explosivos más conocidos, con un factor de efectividad relativa (factor E.R.) de 1,66. Es más sensible al choque o a la fricción que el TNT o que el tetril. Nunca se usa solo como potenciador. Se utiliza pincipalmente como potenciador, en las cargas explosivas de munición de pequeño calibre, en las cargas superiores de los detonadores, en algunas minas terrestres y blindajes y como núcleo explosivo del cordón detonante.

También se utiliza como vasodilatador, similar al trinitrato de glicerina. El medicamento Lentonitrato, para las enfermedades del corazón, se fabrica con pent puro.



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Propiedades

La velocidad de detonación del pent, a una densidad de 1,7 g/cm³ es de 8.400 metros por segundo.

Su fórmula química es C(CH2ONO2)4. Siendo su densidad cristalina teórica máxima 1,773 g/cm³. Se funde a 141 0C.
Como el pent no se encuentra libre en la naturaleza, su uso y producción puede contaminar el medio ambiente. Es un producto biodegradable en la orina o heces. También existen informes sobre su biodegradación por bacterias, que reducen el pent denitrificandolo en trinitratos y luego en dinitratos (French et al., 1996). El último de los productos, el dinitrato de pentaeritritol, se degrada posteriormente a productos no conocidos.
La preparación del pent involucra la nitración del pentaeritritol con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico. El método preferido de nitrificación es el llamado método ICI, que usa solo ácido nítrico concentrado (98%+), ya que la mezcla de ácidos puede crear coproductos sulfonados inestables.


C(CH2OH)4 + 4HNO3 → C(CH2ONO2)4 + 4H2O


Nitrato de amonio

El nitrato amónico o nitrato de amonio es una sal formada por iones de nitrato y de amonio. Su fórmula es NH4NO3.

Se trata de un compuesto incoloro e higroscópico, altamente soluble en el agua.

Datos fisicoquímicos

* Fórmula: NH4NO3
* Masa molecular: 80,04 g/mol
* Punto de fusión: 169,6 °C
* Punto de ebullición: 210 °C (decomposición)
* Densidad: 1,72 g/ml
* Nº CAS: 6484 - 52 -2
* LD50: 2.217 mg/kg (rata)

El nitrato amónico se obtiene por neutralización de ácido nítrico con amoníaco tras la evaporación del agua:

NH3 + HNO3 -> NH4NO3



ANFO

El ANFO, del inglés: Ammonium Nitrate - Fuel Oil , es un explosivo de alto orden. Consiste en una mezcla de nitrato de amonio y un combustible derivado del petróleo, desde bencina a aceite de motor. Estas mezclas son muy utilizadas principalmente por las empresas mineras y de demolición, debido a que son muy seguras, baratas y sus componentes se pueden adquirir con mucha facilidad.

Las cantidades de nitrato de amonio y combustible varían según la longitud de la cadena hidrocarbonada del combustible utilizado. Los porcentajes van del 90% al 97% de nitrato de amonio y del 3% al 10% de combustible, por ejemplo: 95% de nitrato de amonio y 5% de queroseno. El uso de un combustible insoluble en agua acaba con el principal problema del nitrato de amonio, su tendencia a absorber agua (higroscopía).

El ANFO también se suele mezclar con otros explosivos tales como hidrogeles o emulsiones para formar, en función del porcentaje de ANFO o ANFO Pesado (aproximadamente un 70% emulsión o hidrogel y 30% ANFO).


Amonal

El amonal es un explosivo fabricado con una mezcla de nitrato amónico, trinitrotolueno, y polvo de aluminio en una relación 22/67/11. Hay que añadir también que en caso de usar estos explosivos para la carga de armas submarinas (torpedos minas etc) el aluminio refuerza el efecto explosivo de esta al reaccionar con el agua. El nitrato amónico es el oxidante y el aluminio es un potenciador de la explosión. Como efecto secundario el aluminio hace que el explosivo sea menos sensible a la detonación. El uso de componentes relativamente baratos como el nitrato amónico y el aluminio hace que se utilice en lugar del TNT puro.

La mezcla puede dañarse si hay presencia de humedad, ya que el nitrato amónico es altamente higroscópico. Arde cuando se expone al aire y detona cuando se encuentra confinada.

Su velocidad de detonación es de 4.400 m/s


Ácido pícrico

El trinitrofenol (T.N.P.), también denominado ácido pícrico, de fórmula química C6H2OH(NO2)3, es un explosivo que se utiliza como carga aumentadora para hacer explotar algún otro explosivo menos sensible como el T.N.T.

El problema con el trinitrofenol es que tiende a formar sales de picrato que son peligrosas e inestables, como el picrato de potasio. Por esta razón, se suele fabricar en una forma segura, como picrato de amonio, también llamado “explosivo D”.


HMX

El HMX viene de la sigla en inglés High Melting eXplosive. También se conoce como octógeno, ciclotetrametilentetranitramina y otros nombres. Es un sólido incoloro poco soluble en agua. Solamente una pequeña cantidad de HMX se evaporará al aire; sin embargo, puede encontrarse en el aire adherido a partículas suspendidas o a polvo. No se conocen ni el sabor u olor del HMX.

El HMX no ocurre naturalmente en el medio ambiente. Es fabricado a partir de otras sustancias químicas conocidas como hexamina, nitrato de amonio, ácido nítrico y ácido acético. El HMX explota violentamente a altas temperaturas. Por esta propiedad, el HMX es usado en varios tipos de explosivos, combustibles de cohetes y cargas explosivas. Una pequeña cantidad de HMX se forma también en la fabricación de tetramina de ciclometileno (RDX), otro explosivo de estructura similar al HMX.


C-4

El C-4 o ‘Composition C-4’ es una variedad común de explosivo plástico de uso militar. El término ‘composition’ se usa en inglés para cualquier explosivo estable, y la "composition A" y la "composition B" son otras variantes conocidas.
El C-4 se compone de explosivo, aglomerante plástico, plastificante y, generalmente, marcador o productos químicos adjuntos tales como 2,3-dimetil-2,3-dinitrobutano (DMDNB) para ayudar a detectar el explosivo y a identificar su fuente. Como con muchos explosivos Plásticos, el material explosivo en C-4 es RDX (también conocido como ciclonita o trinitaminaciclotrimetileno), que forma alrededor 91% del peso del C-4. El plastificante es di(2-etilhexil) o el dioctil sebacato (5.3%), y el aglomerante es el poliisobutileno (2.1%). Otro plastificante usado es el dioctil adipato (DOA). Una cantidad pequeña de aceite de motor SAE 10 (1.6%) se agrega también. C-4 detona a cerca de 8.050 m/s.

Fabricación

El C-4 se fabrica combinando la mezcla de RDX con el conglomerante disuelto en un solvente. El solvente entonces es evaporado, y se seca y se filtra la mezcla. El material final es un sólido grisáceo con una apariencia similar a arcilla de modelar.


Explosivos de bajo orden

* Pólvora negra
* Nitrocelulosa
* Cloratita


Pólvora

La pólvora es una sustancia explosiva utilizada principalmente como propulsor de proyectiles en las armas de fuego y como propulsor y con fines acústicos en los juegos pirotécnicos. Está compuesta de determinadas proporciones de carbón, azufre y nitrato de potasio (salitre) (75% nitrato potásico, 15% carbón y 10% de azufre)

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Nitrato de celulosa

El nitrato de celulosa, nitrocelulosa o algodón pólvora fue sintetizado por primera vez en el año 1845 por Schönbein. Es un sólido parecido al algodón, o un líquido gelatinoso ligeramente amarillo o incoloro con olor a éter. Se emplea en la elaboración de explosivos, propulsores para cohetes, celuloide (base transparente para las emulsiones de las películas fotográficas) y como materia prima en la elaboración de pinturas, lacas, barnices, tintas, selladores y otros productos similares.
Se sintetiza a base de algodón, nítrico y sulfúrico, los mismos utilizados en la nitroglicerina. De esta manera, forma principalmente nitrato de celulosa.

Para obtenerlo se hace una mezcla de 1 volumen de ácido nítrico (HNO3) y tres 3 volúmenes de ácido sulfúrico (H2SO4), pues la reacción de la celulosa con el ácido nítrico, además de formar la nitrocelulosa, produce agua, la cual diluye rápidamente al ácido nítrico. Al ser el ácido sulfúrico higroscópico, éste toma el exceso de agua en la reacción sin diluir al ácido nítrico.

Cuando la mezcla de ambos ácidos está fría, se introduce el algodón y deja durante unos 15 minutos estabilizando la temperatura (enfriando, ya que la reacción es muy exotérmica), después de lo cual se lava en acetona y se seca. Opcional al lavado con acetona es un lavado rápido con agua y bicarbonato de sodio (NaHCO3), que eliminará posibles residuos de ácido; aunque hará que la nitrocelulosa obtenida se seque más lentamente, ya que el agua es menos volátil que la acetona.

Una vez fabricada conserva el aspecto de algodón ordinario, aunque la nitrocelulosa es más áspera al tacto.

La obtención descrita anteriormente genera una nitrocelulosa altamente explosiva y peligrosa, con un grado altisímo de pureza; por lo que se recomienda variar las proporciones con respecto al ácido sulfúrico si se desea hacer demostraciones sencillas. Cuanto menos ácido sulfúrico sea usado (Con respecto a la propoción 1HNO3:3H2SO4), menor grado de pureza tendrá la nitrocelulosa.

Una vez seco, es soluble en el dietiléter, acetona y el éter acético. Se enciende a 120 ºC. Al arder produce dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua y nitrogeno.

La nitrocelulosa se obtiene, a nivel industrial, por nitración de alfa-celulosa de algodón o pulpa de madera.

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Cloratita

La cloratita es un explosivo compuesto por clorato potásico, azufre y azucar[1] en composición 80/10/10 y que, al igual que el ANFO, necesita como detonante algún tipo de dinamita. Es posible que la adición de aluminio provocara un aumento de su eficiencia como en otros explosivos.

Debido a la facilidad de su producción ha sido utilizado por los grupos terroristas en múltiples ocasiones.


Explosivos de impacto o "Primers"

Este tipo de explosivos se usa principalmente como ignitor, es decir, para hacer estallar un explosivo de mayor potencia. Suelen ser muy sensibles al calor, la fricción y las descargas eléctricas, entre otros factores.

* Yoduro amónico
* Fulminato de mercurio
* Fulminato de plata
* Nitroglicerina Muy sensible. Generalmente se le aplica un desensibilizador.
* Azida de plomo
* Azida de plata
* Hexanitrato de manitol
* Estifnato de plomo
* RDX Ciclotrimetilenetrinitramina, también conocida como RDX, ciclonita, hexogeno y T4, son una nitroamina: material explosivo ampliamente usado por los militares.


Fulminato de mercurio

El fulminato de mercurio es un compuesto explosivo, de bajo poder y muy inestable, lo que lo hace adecuado como iniciador para detonar otro explosivo, de mayor poder y estabilidad.

Su fórmula química es: ONC-Hg-CNO


Nitroglicerina

La nitroglicerina, cuyo nombre IUPAC es trinitrato de 1,2,3-propanotriol, es un éster orgánico, que se obtiene mezclando ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico y glicerina. El resultado es altamente explosivo. Es un líquido a temperatura ambiente, lo cual lo hace altamente sensible a cualquier movimiento, haciendo muy difícil su manipulación pero se puede conseguir una estabilidad relativa con algunas sustancias como el aluminio.
Estructura química de la nitroglicerina
Estructura química de la nitroglicerina

Usualmente se transporta en cajas acolchadas a baja temperatura para disminuir el riesgo de explosión, ya que si sobrepasa los 41ºC (temperatura límite estimada) se produce una reacción muy violenta debido a la agitación intermolecular: 4C3H5(NO3)3(l)

Cuando Alfred Nobel inventó la dinamita, la cual es más segura, disminuyó el uso de la "nitro" (como también se le llama) para ser reemplazada por el nuevo invento.

La nitroglicerina es el componente principal de algunas mezclas explosivas como la abelita compuesta por un 65 % de nitroglicerina, 30 % de algodón pólvora, 3,5 % de salitre y finalmente un 1,5 % de carbonato de sodio.

En medicina, se usa como vasodilatador para el tratamiento de la enfermedad isquémica coronaria, el infarto agudo de miocardio y la insuficiencia cardíaca congestiva. Se administra por las vías oral, transdérmica, sublingual o intravenosa.

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Explosivos nucleares

Las armas nucleares son explosivos de alto poder cuya fuente de energía está basada en reacciones nucleares. La primera detonación nuclear tuvo su origen en una bomba experimental de fisión, realizada en la población de Trinity, Nuevo México, Estados Unidos el 16 de julio de 1945, durante el desarrollo del Proyecto Manhattan. Poco tiempo después dos bombas atómicas fueron detonadas sobre las ciudades de Hiroshima y Nagasaki, Japón lo que condujo a la rendición incondicional de esta nación, dando así fin a la Segunda Guerra Mundial en el teatro del Pacífico. Este evento dio inicio a lo que se ha denominado como "la era nuclear".

Las bombas nucleares se encuentran entre las armas con mayor poder de destrucción, por lo que comúnmente se les incluye dentro de la clasificación ABQ. Su radio de acción alcanza decenas o centenares de kilómetros a partir del punto de detonación. Aunado a ello, las armas nucleares producen daños asociados como la contaminación radiactiva y el invierno nuclear.

Normalmente, el concepto arma nuclear incluye el vector transportador, como los misiles balísticos intercontinentales, los misiles balísticos de lanzamiento submarino y parte de la infraestructura involucrada en su manejo y operación.

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Agrupamiento de explosivos por compatibilidad

Estas señales se usan en Transporte, Embarque, Almacenamiento; incluye UN & US DOT, clases de material peligroso con señaléctica compatible. Wikipedia provee esta información, pero jamás debe ser una fuente primaria para manipulear explosivos.

* 1.1 Peligro de Explosión
* 1.2 Explosión No Masiva, produce fragmentos
* 1.3 Fuego en Masa, menor riesgo de fragmentación
* 1.4 Fuego Moderado, no hay riesgo de expansión ni fragmentación: la pirotecnia es 1.4G or 1.4S
* 1.5 Sustancia Explosiva, muy insensible (con riesgo de explosión en masa)
* 1.6 Artículo Explosivo, extremadamente insensible

A Sustancia Explosiva Primaria (1.1A, 1.2A)

B Un artículo con un explosivo primario, sin dos o más dispositivos efectivos de protección. Algunos Arts., ensambles de detonadores para voladuras y primers, tipo-cápsula, se incluyen. (1.1B, 1.2B, 1.4B)

C Sustancias explosivas propelentes u otras sustancias explosivas deflagrantes o Arts. con tales sustancias explosivas (1.1C, 1.2C, 1.3C, 1.4C)

D Sustancias explosivas secundarias detonantes o pólvora negra o artículo con una sustancia explosiva secundaria detonante, en cada caso sin medios de iniciación ni carga propelente, o Artículo con una sustancia explosiva primaria con dos o más dispositivos efectivos protectores. (1.1D, 1.2D, 1.4D, 1.5D)

E Artículo con una sustancia explosiva secundaria detonante sin medios de iniciación, con carga propelente (con más de un líquido inflamable, gel o líquido hipergólico) (1.1E, 1.2E, 1.4E)

F Artículo con una sustancia explosiva secundaria detonante con sus medios de iniciación, con una carga propelente (con más de un líquido inflamable, gel o líquido hipergólico) o sin una carga propelente (1.1F, 1.2F, 1.3F, 1.4F)

G Sustancia pirotécnica o artículo con sustancia pirotécnica, o artículo con una sustancia explosiva y una sustancia de iluminación, incendiaria, lacrimógena o fumígena (con un artículo activado por agua o conteniendo fósforo blanco, fosfato o líquido inflamable o gel o líquido hipergólico) (1.1G, 1.2G, 1.3G, 1.4G)

H Art. con una sustancia explosiva y fósforo blanco (1.3H, 1.8H)

H a Art. con solo uno de los dos explosivos sin fósforo blanco (1.3H, 1.8H)

J Art. con ambas sustancias explosivas y líquido inflamable o gel (1.1J, 1.2J, 1.3J)

K Art. con ambas sustancias explosivas y un agente químico tóxico (1.2K, 1.3K)

L Sustancia explosiva o Art. con una sustancia explosiva con riesgo especial (e.g., activable con agua o presencia de líquidos hipergólicos, fosfatos o sustancias pirógenas) necesitando aislamiento en cada tipo (1.1L, 1.2L, 1.3L)

N Arts. con solo sustancias detonantes extremadamente insensibles (1.6N)

S Substancia o artículo empaquetado o diseñado que cualquier efecto riesgoso por manejo accidental se limita al propio paquete y no se extiende significativamente al entorno; no lo afecta el fuego cercano, u otra emergencia en la vecindad inmediata del paquete (1.4S)

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