1 clase mat explos
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Unidad Nro 1
EXPLOSIVOS
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MATERIALES EXPLOSIVOS
CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
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. Introducción
. Clasificación de los Explosivos
. Explosivos Iniciadores
. Altos Explosivos Compuestos Definidos
. Composiciones Explosivas Militares
. Explosivos Industriales
. Pólvoras
. Propulsantes
. Conclusiones
TEMARIO
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. Materiales Explosivos:
Se caracterizan por liberar una cantidadimportante de energía en un tiempo muy breve
mediante una reacción química rápida.
. Tipos de Materiales Explosivos Sólidos
a) Mezclasb) Compuestos definidos exotérmicosc) Compuestos definidos endotérmicos
Introducción
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Procesos Explosivos
Deflagración:a) La reacción química en el explosivo se
transmite por conducción térmica.b) Velocidad de propagación <1.000 m/s.c) Ausencia de onda de choque en el explosivo.
d) Provoca onda de choque en el entorno.
Detonación:a) La reacción química en el explosivo se
transmite por onda de choque.b) Velocidad de propagación > 1.000 m/s.c) Provoca onda de choque en el entorno de
acción mas devastadora que la deflagración.
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Materiales Explosivos: Clasificación
Explosivos
1. Primarios o iniciadores (Azida de Pb)
2. Secundarios o Altos Explosivos
a) Compuestos definidos (TNT, RDX)
b) Mezclas (Dinamita,ANFO)
Pólvoras:
1. Monobásicas
2. Bibásicas
3. Tribásicas
4. Otras pólvras
Propulsantes sólidos
1. Bibásicos2. Compuestos
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Definiciones
. Calor de explosión
Calor desprendido por la reacción química de un
explosivo en atmósfera inerte.
. Calor de combustión
Calor desprendido en la reacción de máxima
oxidación de un explosivo en presencia de oxígeno,agregado para tal fin.
. Potencia
Calor producido por la detonación de la unidad demasa de explosivo.
. Diámetro crítico
Menor diámetro del cartucho de explosivo que permite
la propagación de la detonación en el mismo.
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Propiedades características:
•Gran sensibilidad a las acciones exteriores•Régimen único de descomposición: detonación•Energía liberada relativamente baja•Velocidad de detonación baja: 4.000 a 5.000 m/s
. Dominios de utilización:•Iniciación de explosivos secundarios•Inflamación de pólvoras
. Principales Explosivos Iniciadores utilizados:•Azida de plomo•Estifnato de plomo•Tetraceno
Explosivos Iniciadores
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La azida de plomo pura es tan sensible que no puede ser
utilizada en artificios iniciadores.. Para reducir su sensibilidad, el producto industrial contiene
de 5 a 10% de flegmatizantes (hidróxido de plomo,dextrina, alcohol polivinílico, etc.).
. Cuanto mayor es el contenido de flegmatizante menossensible es el producto, pero también se reduceparalelamente su poder iniciador.
. Tiene buen poder de iniciación de la detonación.
. Se emplea en detonadores y espoletas para iniciar ladetonación de explosivos secundarios.
Azida de Plomo
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. Posee alta sensibilidad a la iniciación por llama.
• Tiene bajo poder de iniciación de la detonación.• Es muy sensible a la llama.• Su llama es apropiada para inflamar pólvoras.• Es poco sensible a la iniciación por impacto. • Es sumamente sensible a la electricidad estática. • Se usa en detonadores, mezclado con azida de plomo
dextrinada y en cebos de municiones, mezclado contetraceno y otros compuestos.
Estifnato de Plomo
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Tetraceno
Su poder de iniciación es casi nulo.
• Posee baja estabilidad térmica, ya que se descomponea partir de los 75º C.
• Tanto su densidad cristalina como su densidadaparente son muy bajas.• Posee una muy elevada sensibilidad al choque.• Tiene baja sensibilidad a la electricidad estática.• Se usa principalmente, en bajas proporciones, como
constituyente sensibilizante al impacto en detonadores,• mezclado con azida de plomo y en cebos a percusión junto con estifnato de plomo y otros compuestos.
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Ejemplo de composición
inflamadora de un cebo a percusión
35% estifnato de plomo
8% tetraceno
28% nitrato de bario
7% perclorato de potasio 5% siliciuro de calcio
17% sulfuro de antimonio
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Carga iniciadora (150/ 200 mg):
•80% azida de plomo dextrinada
•20% estifnato de plomo
Carga reforzadora (600/800 mg):
Pentrita o hexógeno cristalizados
Ejemplo de composición de la carga de
un detonador iniciado por llama
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Altos Explosivos: Productos definidos
•. Trotil (TNT)
•. Pentrita (PETN)
•. Hexógeno (RDX)
•. Octógeno (HMX)
•. Nitroglicerina (NG)
•. Nitrocelulosa (NC)
•. Tetril
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El TNT de alta pureza se usa con fines militares.
Su sensibilidad al impacto es muy pequeña.
Su sensibilidad a la fricción es muy baja.
Velocidad de detonación: 6.900 m/s. Manipulación y almacenamiento seguros. Alto poder explosivo. Fabricación relativamente segura. Costo relativamente bajo. Bajo punto de fusión (se carga por colada). Es el explosivo militar más usado, solo o con
otros explosivos que mejoran sus efectos.
TROTIL (TNT)
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Es un explosivo muy potente, muy denso y de elevadavelocidad de detonación (8.350 m/s). Se presenta en forma de cristales blancos.Su elevada temperatura de fusión no permite la carga por
colada, como el TNT. Tiene elevada sensibilidad al choque, a la fricción, a lainiciación y a la electricidad estática. Pura es utilizada en detonadores, reforzadores ycordones detonantes, para iniciar otros explosivos.
Como explosivo secundario es utilizada flegmatizada concera, TNT o polímeros sintéticos.
Pentrita (PETN)
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Es más potente, más denso y de mayor velocidad dedetonación (8.520m/s) que la pentrita, pero más caro.
Sus cristales blancos se funden a elevada temperatura, nopudiéndoselo cargar por colada.
Resiste sin descomponerse mayores temperaturas que la
pentrita,por lo cual se lo usa en detonadores, reforzadores ycordones detonantes que deberán soportar altastemperaturas.
Es muy sensible al choque, a la fricción y a la iniciación.
Como explosivo secundario es utilizado sólo con finesmilitares flegmatizado con cera, TNT o polímeros sintéticos.
Hexógeno (RDX)
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Octógeno (HMX)
.
Es más potente, más denso y de mayor velocidad dedetonación (9.100m/s) que el RDX, pero es más caro.
Sus cristales blancos se funden a elevada temperatura, nopudiéndoselo cargar por colada.
Resiste sin descomponerse mayores temperaturas que el
hexógeno, por lo cual se lo usa en detonadores, reforzadoresy cordones detonantes que deberán soportar muy altastemperaturas.
Es muy sensible al choque, a la fricción y a la iniciación.
Como explosivo secundario de alta performance es utilizadosólo con fines militares flegmatizado con cera, TNT opolímeros sintéticos.
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Es un líquido oleoso incoloro e inodoro, cuya manipulación
es extremadamente peligrosa. Es un explosivo muy potente. Tiene elevada sensibilidad al choque y a la iniciación. Es gelificada por la nitrocelulosa, obteniéndose un gel mucho
menos sensible que, según su composición ycaracterísticas,se usará para fabricar dinamitas o bien pólvoras o
propulsantes de potencial elevado. Por sus propiedades vasodilatadoras se la emplea en
medicina para tratar afecciones coronarias. Como explosivo, la NG es usada en explosivos industriales
pero no lo es en explosivos militares.
Nitroglicerina (NG)
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Se presenta como pequeños copos blancos,similares a los de celulosa.
Cuando está seca es un explosivo potente muysensible al choque, a la fricción y a la electricidad
estática.Sólo es utilizada flegmatizada o gelificada. Es empleada en la fabricación de explosivos
industriales, pólvoras y propulsantes, así como en
otros usos civiles (tintas, lacas, barnices, etc.).
Nitrocelulosa (NC)
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Explosivo puro: TNT. Composiciones explosivas:
• Mezclas explosivo –cera (hexoceras, pentoceras) • Mezclas a base de TNT (hexolitas, pentolitas)• Explosivos a ligante termoplástico (polímero sintético
termoplástico más hexógeno u octógeno)• Explosivos compuestos (polímero sintético termoestable
más hexógeno u octógeno)• Otras mezclas (explosivo plástico moldeable a mano a
base de pentrita, etc.)
Explosivos Militares
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. Explosivos a base de nitroglicerina:Dinamitas
. Explosivos a base de nitrato de amonio:
Explosivos nitrato de amonio-gasoil (NAGO o ANFO) Barros explosivos o hidrogeles (Slurries) Emulsiones explosivas
ANFOs pesados (mezclas ANFO –emulsión)
. Explosivos especiales
Explosivos Industriales
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Altos Explosivos, sensibles al detonador Nº 8:
•Dinamitas
•Barros explosivos o hidrogeles (Slurries) sensibilizados •Emulsiones explosivas sensibilizadas
•
Explosivos especiales.Agentes de Voladura, insensibles al detonador Nº 8:
•Explosivos nitrato de amonio-gasoil (NAGO o ANFO) •Barros explosivos o hidrogeles (Slurries) •Emulsiones explosivas •ANFOs pesados (mezclas ANFO – emulsión)
Explosivos Industriales
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Dinamitas .
•GelatinasPuras
Amoniacales
•Semigelatinas
•GranularesPuras
Amoniacales
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Composición de las Dinamitas
• Nitroglicerina (Componente energético)
• Nitroglicol (Reduce el punto de congelamiento de lanitroglicerina)• Nitrocelulosa (Gelifica la mezcla nitroglicerina – nitroglicol)• Sales oxidantes (Nitrato de amonio, nitrato de sodio, nitrato
de potasio, cloratos o percloratos)• Combustibles (Aserrín, almidón, gomas sulfurosas o• vegetales, polvos carbonosos, parafina o fuel oil)• Antiácidos (Estabilizan la NG neutralizando ácidos
excedentes: Carbonato de calcio, yeso, óxido de cinc, etc.)
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. Nitroglicerina + Nitroglicol.…40 %
. Nitrocelulosa.…………..…… 1 %
. Nitrato de Sodio………..…… 44,2% . Azufre……………………..…. 6,2%
. Carbonato de Calcio……….. 1,4%
. Materiales Carbonosos…….. 7,2%
Dinamita Gelatinosa Pura Típica
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. Nitroglicerina + Nitroglicol….. 26,2%
. Nitrocelulosa…………………. 0,4%
. Nitrato de Amonio…………… 8,5%
. Nitrato de Sodio……………... 49,6%
. Materiales Carbonosos…….. 8,9%
. Azufre………………………… 5,6%
. Antiácidos……………………. 0,8%
Dinamita Gelatinosa Amoniacal Típica
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. Nitroglicerina + Nitroglicol…….. 40%
. Nitrato de Sodio………………... 44%
. Antiácidos………………………. 2%
. Materiales Carbonosos………… 14%
Dinamita Granular Pura Típica
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. Nitroglicerina + Nitroglicol………. 14% . Nitrato de Amonio……………….. 36%
. Nitrato de Sodio…………………. 39%
. Antiácidos………………………… 1%
. Materiales Carbonosos…………. 10%
Dinamita Granular Amoniacal Típica
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•
Son sensibles a los detonadores Nº 6 y Nº 8 y a otros iniciadorescomo el cordón detonante, directamente.
• Tienen elevada potencia y gran poder rompedor.
• Poseen alta densidad (1,05 a 1,5 g/cm³).
• Su velocidad de detonación es elevada (3 a 6.000m/s).
• Tienen gran resistencia al agua y estabilidad química.
• Almacenadas adecuadamente, su vida útil es larga,
• Poseen muy buena capacidad de transmisión de la detonación a
distancia.
• Es apta para trabajos con alta presión hidrostática, con muy bajatemperatura y cuando se desea una propagación de barreno a
barreno por simpatía.
Principales Ventajas de las Dinamitas
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. Su alta sensibilidad a estímulos subsónicos, con riesgos de
reacción al impacto, a la fricción, al calor extremo y otros.
. La acción vasodilatadora de la nitroglicerina provoca cefaleas
al inhalar sus vapores.
. Su costo es relativamente alto.
Principales Desventajas de las Dinamitas
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Composición:
94% Nitrato de Amonio Poroso6% Gasoil
Su costo es bajo.
Es un explosivo muy seguro, debido a su baja sensibilidad a las
acciones exteriores.Se utiliza cargando los barrenos a granel.
Es poco sensible a la iniciación, por lo cual debe iniciarse con un
cebo enérgico.
Tiene un diámetro crítico muy grande.
Es muy poco resistente a la humedad.Su densidad es relativamente baja.
Tiene bajo poder rompedor, pero genera alto volumen de gases
(explosivo empujador o expansor).
ANFO
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Composición de los Hidrogeles o Slurries
. Oxidantes (Nitrato de amonio más nitrato de sodio y,eventualmente, nitrato de calcio)
. Combustibles (Hidrocarburos, materiales carbonosos y/o
sulfurosos, aluminio, aminas, etc.). Agua. Sensibilizantes (TNT, NC, pólvoras, nitrato de
monometilamina, burbujas de aire o microesferas)
. Gelificantes (Goma Guar). Reticulantes (Bórax, compuestos de antimonio, polímerossintéticos, etc.)
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Ventajas de los Slurries
. La solución acuosa establece un contacto íntimo entrelos ingredientes y provee un medio continuo para elpasaje de la onda de detonación.
. Por contener agua, son seguros para transportar,acarrear y almacenar.
. El agua reduce los gases tóxicos generados.
. El agua absorbe calor y reduce la temperatura de losproductos de detonación (Aptos minas de carbón).
. Su consistencia gomosa resiste el agua del barreno.
. Potencia volumétrica mayor que la del ANFO.. En barrenos con agua se hunde por mayor densidad.
. No provoca dolor de cabeza por no contener NG.
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Desventajas de los Slurries
. La presencia de agua en la composición disminuye supotencia gravimétrica y su sensibilidad a la iniciación.
. Las temperaturas bajas aumentan el diámetro crítico.
. La presión hidrostática aumenta la densidad del Slurry
incrementando el diámetro crítico. Si se llega a ladensidad crítica el Slurry no detonará.
. Las sales oxidantes de Slurries conteniendo pequeños
porcentajes de agua tienden a cristalizar durante elalmacenamiento.
. Costo mayor que el ANFO.
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Emulsiones Explosivas
Consisten básicamente en:
. Una fase continua combustible insoluble en agua (aceite
mineral, cera o fuel oil).
. Una fase discontinua oxidante en forma de pequeñas gotitas
(F < 2 µ) de solución acuosa de nitrato de amonio y, a veces,nitrato de sodio y/o calcio.
. Un agente emulsificador (oleato de sodio, lecitina u otro).
. Un agente sensibilizador (burbujas de gas o microesferas de
vidrio o plástico (F = 60 a 70µ)).
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Composición Clásica de una Emulsión Explosiva
. Nitrato de amonio…..…….. 70,7%
. Nitrato de sodio……..…….. 10,7%
. Agua…………………..……. 7,3%
. Aluminio………………..…... 5,0%
. Aceite mineral y cera…..…. 3,1%
. Microesferas……………..… 2,4%
. Emulsificador………………. 0,8%
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Ventajas de las Emulsiones Explosivas
* Su densidad es alta.* Poseen elevada potencia.* Tienen excelente resistencia al agua.* Su manipuleo es seguro debido a su baja sensibilidad a
las acciones mecánicas exteriores.* No producen cefalea.* Pueden formularse tanto emulsiones sensibles al
detonador y al cordón detonante en cartuchos depequeño diámetro, como insensibles al detonador, ya
sea encartuchadas como a granel.
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Desventajas de las Emulsiones Explosivas
. Tienen menor tiempo de vida útil que las dinamitas.
. Tienen menor coeficiente de autoexcitación que lasdinamitas, por lo cual su capacidad de transmisión de ladetonación por simpatía se ve reducida, con mayores
posibilidades de provocar fallas cuando en el barrenoalgo se interpone entre dos cartuchos sucesivos.
. La presión generada por un cordón detonante o por lacolumna de explosivo de un barreno próximo puede
romper las microesferas y desensibilizar la emulsión.
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Diferencias entre Explosivos Militares
y Explosivos Industriales
Los explosivos militares difieren de los explosivos
industriales por:
•Las condiciones técnicas de empleo.
•La forma de adaptación a las condiciones de seguridad.
•La importancia relativa del costo de los explosivos.
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Gelificación de la Nitrocelulosa
. La nitrocelulosa seca es un explosivo peligroso, sensibleal choque y a la fricción.
. La gelificación transforma la nitrocelulosa constituida porfibras más o menos porosas que presentan una gran
superficie de combustión, en una materia plástica omaterial homogéneo cuya superficie de combustiónqueda limitada a la del objeto fabricado.
. Dicha combustión es relativamente lenta, controlable ypor capas paralelas. Fue así posible utilizarla en lasarmas, en reemplazo de la pólvora negra
Pól Nit l ló i
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Pólvoras Nitrocelulósicas
. GELIFICANTE NO ENERGÉTICO(mezcla éter-alcohol o acetona):
PÓLVORA MONOBÁSICA
. GELIFICANTE ENERGÉTICO(nitroglicerina)
PÓLVORA BIBÁSICA
. GELIFICANTE + OTRO COMPUESTO
ENERGÉTICO(nitroglicerina + nitroguanidina):
PÓLVORA TRIBÁSICA
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Pólvoras Monobásicas
. Son las más utilizadas en las armas convencionales, esdecir las armas portátiles (pistolas, fusiles, fusilesametralladores y pistolas ametralladoras) y las armas
de tiro colectivo (ametralladoras y cañones clásicos).
. Tienen forma de granos laminares o cilíndricos (plenos,tubulares o multiperforados).
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Composiciones Típicas
. 98 % de nitrocelulosa
. 1 % de estabilizante
.1 % de sales minerales
. solventes residuales. 88 % de nitrocelulosa
. 1 % de estabilizante. 10 % de plastificantes
. 1 % de sales minerales
. solventes residuales
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Pólvoras Bibásicas
. Son más energéticas que las pólvoras monobásicas,
debido al potencial elevado de la nitroglicerina, peroson también mucho más calientes y más erosivas delas armas.
. Se utilizan en la munición de mortero (ánima lisa), enmunición para cañón sin retroceso, en munición paracañones antitanques (AMX 13), otros usosespeciales.
. Tienen forma de granos laminares (balísticas paramortero) o cilíndricos.
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Composición Típica de una Balística
. 59% de nitrocelulosa
. 40% de nitroglicerina
. 1% de estabilizante
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. Se utiliza en los cohetes pequeños y medianos.
. Una composición típica contiene:
•67% de nitrocelulosa
•30% de nitroglicerina
•2% de modificadores balísticos
•1% de estabilizante
Propulsante Bibásico
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Propulsante Compuesto
. Es el propulsante de los grandes cohetes, aunque aveces se usa en cohetes chicos o medianos.
. Una composición típica contiene:
•12% de elastómero (polibutadieno)
•68% de sal oxidante (perclorato de amonio)•20% de aluminio en polvo (combustible)
CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES
. Los Materiales Explosivos constituyen una formacondensada de energía que puede ser usada básicamentepara:
Propulsar un proyectil.
Romper un material
. El conocimiento de las propiedades de los MaterialesExplosivos permitirá:
Utilizar más eficientemente el Material Explosivo empleado.
Adoptar las medidas de seguridad adecuadas para
evitar accidentes .
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