1 clase mat explos

5/16/2018 1 Clase Mat Explos - slidepdf.com

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Unidad Nro 1

EXPLOSIVOS



MATERIALES EXPLOSIVOS

CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES



. Introducción

. Clasificación de los Explosivos

. Explosivos Iniciadores

. Altos Explosivos Compuestos Definidos

. Composiciones Explosivas Militares

. Explosivos Industriales

. Pólvoras

. Propulsantes

. Conclusiones

TEMARIO



. 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



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.



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



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.



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



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



. 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



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.



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



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



Altos Explosivos: Productos definidos

•. Trotil (TNT)

•. Pentrita (PETN)

•. Hexógeno (RDX)

•. Octógeno (HMX)

•. Nitroglicerina (NG)

•. Nitrocelulosa (NC)

•. Tetril



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)



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)



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)



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.



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)



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)



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



. 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



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



Dinamitas .

•GelatinasPuras

Amoniacales

•Semigelatinas

•GranularesPuras

Amoniacales



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.)



. 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



. 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



. Nitroglicerina + Nitroglicol…….. 40%

. Nitrato de Sodio………………... 44%

. Antiácidos………………………. 2%

. Materiales Carbonosos………… 14%

Dinamita Granular Pura Típica



. Nitroglicerina + Nitroglicol………. 14% . Nitrato de Amonio……………….. 36%

. Nitrato de Sodio…………………. 39%

. Antiácidos………………………… 1%

. Materiales Carbonosos…………. 10%

Dinamita Granular Amoniacal Típica



•

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



. 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



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



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.)



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.



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.



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)).



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%



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.



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.



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.



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



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



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).



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



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.



Composición Típica de una Balística

. 59% de nitrocelulosa

. 40% de nitroglicerina

. 1% de estabilizante



. 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



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



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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