Velocidad de detonación

La velocidad con la que se propaga el proceso de reacción en la masa del explosivo. La mayoría de los explosivos de minería comerciales tienen velocidades de detonación que van desde 1800 m/s a 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 «explosivo bajo», como la pólvora negra o la pólvora sin humo, tiene una velocidad de combustión de 171 a 631 m/s.[10]​ En contraste, un «explosivo alto», ya sea primario, como un cordón detonante, o secundario, como TNT o C-4, tiene una tasa de combustión significativamente más alta.[11]​.

Volumen de productos de explosión

Los explosivos más utilizados son líquidos condensados o sólidos convertidos en productos gaseosos por reacciones químicas explosivas y la energía liberada por esas reacciones. Los productos gaseosos de las reacciones son típicamente dióxido de carbono, vapor y nitrógeno.[12]​ Los volúmenes gaseosos calculados por la ley de los gases ideales tienden a ser demasiado grandes a altas presiones características de las explosiones.[13]​ Los explosivos con un déficit de oxígeno generarán hollín o gases como el monóxido de carbono y el hidrógeno, que pueden reaccionar con los materiales circundantes, como el oxígeno atmosférico.[12]​ Los intentos de obtener estimaciones de volumen más precisas deben considerar la posibilidad de tales reacciones secundarias, condensación de vapor y solubilidad acuosa de gases como el dióxido de carbono.[14]​.

En comparación, la detonación de CDP se basa en la rápida reducción de dióxido de carbono a carbono con la 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 de 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 de agente reductor y 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: XCO2 + 2Mg → 2MgO + C + (X-1)CO2.

Los productos de la detonación en este ejemplo son óxido de magnesio, carbono en varias fases, incluido el diamante, y dióxido de carbono en exceso vaporizado que no fue consumido por la cantidad de magnesio en la formulación explosiva.[15]​.

Balance de oxígeno (OB% o Ω)

El balance de oxígeno es una expresión que se usa para indicar el grado en que un explosivo puede oxidarse. 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 balance de oxígeno cero. Se dice que la molécula tiene un balance de oxígeno positivo si contiene más oxígeno del necesario y un balance de oxígeno negativo si contiene menos oxígeno del necesario.[16]​.

El balance de oxígeno se aplica a la mecánica de explosivos tradicional 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, Cold Detonation Physics 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.[15]​.

Extremadamente potentes, están prohibidas para uso comercial, y solo las producen y utilizan ejércitos de países tecnológicamente desarrollados con derecho de veto en el Consejo de Seguridad de la ONU, más algunos de aquellos que no han firmado acuerdos de no proliferación nuclear: EE. UU., Rusia, Francia, Reino Unido, China, India, Pakistán, Israel y Corea del Norte.

El funcionamiento básico de dichas bombas consiste en la fisión o la fusión de átomos. Entre las primeras, las de fisión, hay esencialmente dos tipos: las que funcionan con uranio enriquecido y las que funcionan con plutonio. Con la ayuda de un detonador que inicia un proceso de implosión concentra una masa crítica y escinde sus átomos, generando otros inestables más pequeños y una reacción en cadena en progresión geométrica que libera muchísimo calor y energía, más una onda de choque aniquiladora. Fue un invento de Robert Oppenheimer y el Proyecto Manhattan de Los Álamos, y se hizo explotar la primera experimental, Trinity, en Alamogordo (Nuevo México), en 1945.

Otra clase, inventada por el físico Edward Teller, son las bombas de fusión de Hidrógeno (conocida como bomba H o termonuclear, 1951-1952), que consiste en la fusión de los átomos de dicha sustancia. Esta clase de bomba genera mucha más energía que la anterior, y aunque se ha probado en lugares desiertos, aún no se ha usado en combate real, a diferencia de las bombas de uranio enriquecido y de plutonio, lanzadas en Hiroshima y Nagasaki (respectivamente) a finales de la II Guerra mundial.

Por otra parte, las Bombas de neutrones (1958-1963), inventadas por el físico Samuel T. Cohen"), aunque provocan mucha menos destrucción física, extinguen toda forma de vida por medio de una radiación imperceptible, penetrante y mortal.

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

A Sustancia explosiva primaria (1.1A, 1.2A).

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

C Sustancias explosivas propelentes u otras sustancias explosivas deflagrantes o artículos 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 Artículo con una sustancia explosiva y fósforo blanco (1.3H, 1.8H).

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

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

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

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

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

S Substancia o artículo empaquetado o diseñado tal 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).

La legalidad de poseer o usar explosivos varía según la jurisdicción. Varios países de todo el mundo han promulgado leyes y requieren licencias para fabricar, distribuir, almacenar, usar, poseer explosivos o ingredientes.

Países Bajos

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 acuerdo con la directiva de la UE n. 93/15/EEG.[17]​ El uso ilegal de explosivos está cubierto por la Wet Wapens en Munitie (Ley de armas y municiones).[18]​.

Reino Unido

El nuevo reglamento sobre explosivos de 2014 (ER 2014)[19]​ entró en vigor el 1 de octubre de 2014 y define «explosivo» como:.

Estados Unidos

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 65.º 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 del mismo año. 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 seguros de los mismos y para otros fines». Esta fue la primera regulación federal de concesión de licencias para la compra de explosivos. La ley fue desactivada después de que terminó la Primera Guerra Mundial.[21]​.

Después de que Estados Unidos entrara en la Segunda Guerra Mundial, se reactivó la Ley de Explosivos de 1917. En 1947, la ley fue desactivada por el presidente Truman.[22]​.

La Ley de Control del Crimen Organizado de 1970 (Pub. L. "Ley del Congreso (Estados Unidos)") 91–452) transfirió muchas regulaciones sobre explosivos a la Agencia de Alcohol, Tabaco, Armas de Fuego y Explosivos (ATF) del Departamento del Tesoro. El proyecto de ley entró en vigor en 1971.[23]​.

Actualmente, las regulaciones se rigen por el Título 18 del Código de los Estados Unidos y el Título 27 del Código de Regulaciones Federales:.

Velocidad de detonación

La velocidad con la que se propaga el proceso de reacción en la masa del explosivo. La mayoría de los explosivos de minería comerciales tienen velocidades de detonación que van desde 1800 m/s a 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 «explosivo bajo», como la pólvora negra o la pólvora sin humo, tiene una velocidad de combustión de 171 a 631 m/s.[10]​ En contraste, un «explosivo alto», ya sea primario, como un cordón detonante, o secundario, como TNT o C-4, tiene una tasa de combustión significativamente más alta.[11]​.

Volumen de productos de explosión

Los explosivos más utilizados son líquidos condensados o sólidos convertidos en productos gaseosos por reacciones químicas explosivas y la energía liberada por esas reacciones. Los productos gaseosos de las reacciones son típicamente dióxido de carbono, vapor y nitrógeno.[12]​ Los volúmenes gaseosos calculados por la ley de los gases ideales tienden a ser demasiado grandes a altas presiones características de las explosiones.[13]​ Los explosivos con un déficit de oxígeno generarán hollín o gases como el monóxido de carbono y el hidrógeno, que pueden reaccionar con los materiales circundantes, como el oxígeno atmosférico.[12]​ Los intentos de obtener estimaciones de volumen más precisas deben considerar la posibilidad de tales reacciones secundarias, condensación de vapor y solubilidad acuosa de gases como el dióxido de carbono.[14]​.

En comparación, la detonación de CDP se basa en la rápida reducción de dióxido de carbono a carbono con la 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 de 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 de agente reductor y 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: XCO2 + 2Mg → 2MgO + C + (X-1)CO2.

Los productos de la detonación en este ejemplo son óxido de magnesio, carbono en varias fases, incluido el diamante, y dióxido de carbono en exceso vaporizado que no fue consumido por la cantidad de magnesio en la formulación explosiva.[15]​.

Balance de oxígeno (OB% o Ω)

El balance de oxígeno es una expresión que se usa para indicar el grado en que un explosivo puede oxidarse. 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 balance de oxígeno cero. Se dice que la molécula tiene un balance de oxígeno positivo si contiene más oxígeno del necesario y un balance de oxígeno negativo si contiene menos oxígeno del necesario.[16]​.

El balance de oxígeno se aplica a la mecánica de explosivos tradicional 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, Cold Detonation Physics 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.[15]​.

Extremadamente potentes, están prohibidas para uso comercial, y solo las producen y utilizan ejércitos de países tecnológicamente desarrollados con derecho de veto en el Consejo de Seguridad de la ONU, más algunos de aquellos que no han firmado acuerdos de no proliferación nuclear: EE. UU., Rusia, Francia, Reino Unido, China, India, Pakistán, Israel y Corea del Norte.

El funcionamiento básico de dichas bombas consiste en la fisión o la fusión de átomos. Entre las primeras, las de fisión, hay esencialmente dos tipos: las que funcionan con uranio enriquecido y las que funcionan con plutonio. Con la ayuda de un detonador que inicia un proceso de implosión concentra una masa crítica y escinde sus átomos, generando otros inestables más pequeños y una reacción en cadena en progresión geométrica que libera muchísimo calor y energía, más una onda de choque aniquiladora. Fue un invento de Robert Oppenheimer y el Proyecto Manhattan de Los Álamos, y se hizo explotar la primera experimental, Trinity, en Alamogordo (Nuevo México), en 1945.

Otra clase, inventada por el físico Edward Teller, son las bombas de fusión de Hidrógeno (conocida como bomba H o termonuclear, 1951-1952), que consiste en la fusión de los átomos de dicha sustancia. Esta clase de bomba genera mucha más energía que la anterior, y aunque se ha probado en lugares desiertos, aún no se ha usado en combate real, a diferencia de las bombas de uranio enriquecido y de plutonio, lanzadas en Hiroshima y Nagasaki (respectivamente) a finales de la II Guerra mundial.

Por otra parte, las Bombas de neutrones (1958-1963), inventadas por el físico Samuel T. Cohen"), aunque provocan mucha menos destrucción física, extinguen toda forma de vida por medio de una radiación imperceptible, penetrante y mortal.

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

A Sustancia explosiva primaria (1.1A, 1.2A).

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

C Sustancias explosivas propelentes u otras sustancias explosivas deflagrantes o artículos 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 Artículo con una sustancia explosiva y fósforo blanco (1.3H, 1.8H).

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

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

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

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

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

S Substancia o artículo empaquetado o diseñado tal 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).

La legalidad de poseer o usar explosivos varía según la jurisdicción. Varios países de todo el mundo han promulgado leyes y requieren licencias para fabricar, distribuir, almacenar, usar, poseer explosivos o ingredientes.

Países Bajos

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 acuerdo con la directiva de la UE n. 93/15/EEG.[17]​ El uso ilegal de explosivos está cubierto por la Wet Wapens en Munitie (Ley de armas y municiones).[18]​.

Reino Unido

El nuevo reglamento sobre explosivos de 2014 (ER 2014)[19]​ entró en vigor el 1 de octubre de 2014 y define «explosivo» como:.

Estados Unidos

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 65.º 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 del mismo año. 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 seguros de los mismos y para otros fines». Esta fue la primera regulación federal de concesión de licencias para la compra de explosivos. La ley fue desactivada después de que terminó la Primera Guerra Mundial.[21]​.

Después de que Estados Unidos entrara en la Segunda Guerra Mundial, se reactivó la Ley de Explosivos de 1917. En 1947, la ley fue desactivada por el presidente Truman.[22]​.

La Ley de Control del Crimen Organizado de 1970 (Pub. L. "Ley del Congreso (Estados Unidos)") 91–452) transfirió muchas regulaciones sobre explosivos a la Agencia de Alcohol, Tabaco, Armas de Fuego y Explosivos (ATF) del Departamento del Tesoro. El proyecto de ley entró en vigor en 1971.[23]​.

Actualmente, las regulaciones se rigen por el Título 18 del Código de los Estados Unidos y el Título 27 del Código de Regulaciones Federales:.