Dinamita

Antecedentes y materias primas

La dinamita es un explosivo comercial que se utiliza principalmente para demolición y minería. Inventado en 1866 por Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), se describe con mayor precisión como el empaque de nitroglicerina, un líquido explosivo altamente venenoso u otros compuestos volátiles como el nitrato de amonio sensibilizado. Las dinamitas se pueden empaquetar en cargas medidas, transportar fácilmente y, con el detonador adecuado, explotar de manera segura. Debido a que una explosión de dinamita crea una "llama fría", que es menos probable que encienda las mezclas de polvo de carbón y metano presentes en las minas, las dinamitas se utilizan con frecuencia en las operaciones de extracción de carbón.

Historial

Alfred Nobel, su padre Immanuel y su hermano menor Emil comenzaron a experimentar con nitroglicerina cerca de Estocolmo en 1862. Descubierta por el químico italiano Ascario Sobrero en 1846, la nitroglicerina era muy inestable y difícil de manejar, y las explosiones accidentales no eran infrecuentes. Uno de esos accidentes mató a Emil, entre otros, en una planta en 1864. A pesar de la tragedia personal, Alfred continuó su trabajo con este peligroso líquido, trabajando en un bote en medio de un lago antes de realizar sus experimentos en una fábrica. En 1866 descubrió que mezclar nitroglicerina con kieselguhr (tierra de diatomeas) estabilizó y redujo la volatilidad del explosivo. La tierra de diatomeas está formada por los restos fósiles de un plancton unicelular llamado diatomeas, y el resultado es un material absorbente que "absorbe" la nitroglicerina. Alfred nombró el producto "dinamita" —derivado del griego "dynamis" que significa "poder" - y recibió una patente para el proceso en 1867. Nobel desarrolló varios otros explosivos y propulsores, incluida la balistita en polvo sin humo. Poseía más de 355 patentes y su considerable fortuna proporcionó la base financiera para el Premio Nobel, que se otorga "a quienes, durante el año anterior, hayan otorgado el mayor beneficio a la humanidad".

La dinamita se clasifica como un explosivo alto secundario, lo que significa que se utiliza un detonador de explosivo primario o iniciador de alto nivel (fulminato de mercurio, por ejemplo) para detonar la carga principal. La dinamita se considera un explosivo comercial, a diferencia de los explosivos TNT (trinitrotolueno), que se consideran explosivos de municiones militares. El primer uso a gran escala de dinamita para fines de construcción fue en la creación del Túnel Hoosac, terminado en 1876.

Diseño de procesos e
instalaciones

La fabricación de dinamita está muy regulada y el proceso está estrictamente controlado para evitar detonaciones accidentales. El equipo utilizado está especialmente diseñado para reducir la exposición de la mezcla al calor, fuerzas de compactación o fuentes de ignición. Los cojinetes de los mezcladores de productos, por ejemplo, se montan fuera del marco del aparato para evitar el contacto con la mezcla explosiva. Los edificios y las áreas de almacenamiento (llamados almacenes) se construyen a grandes distancias de otras estructuras y con sistemas de calefacción, ventilación y eléctricos especializados. Estos edificios están "reforzados" con materiales resistentes a las balas. La fabricación de dinamita se puede describir como el empaque seguro de nitroglicerina, un líquido explosivo altamente venenoso. techos y paredes y amplios sistemas de seguridad. Otras precauciones importantes incluyen sistemas de inspección minuciosos que aseguran una mezcla, clasificación, empaque y control de inventario correctos. Los empleados también están altamente capacitados para trabajar con explosivos y se requieren precauciones especiales de salud. La exposición a la nitroglicerina suele producir dolores de cabeza punzantes, aunque puede desarrollarse inmunidad a los efectos tóxicos. Curiosamente, la nitroglicerina también se usa en medicina para tratar algunas formas de angina y otras dolencias. En el organismo actúa como vasodilatador y relaja el tejido muscular.

El
proceso de fabricación

El proceso comienza con el líquido compuesto como la nitroglicerina (aceite explosivo), una sustancia "dopante" y un antiácido. El dinitrato de etilenglicol, que constituye aproximadamente el 25-30% del aceite explosivo, se utiliza para reducir el punto de congelación de la nitroglicerina. Esto permite que la dinamita se utilice de forma segura a bajas temperaturas. De hecho, la nitroglicerina en estado semicongelado con presencia de líquido y sólido es en realidad más sensible e inestable que el estado líquido o congelado solo. En ese estado semisólido, la nitroglicerina es extremadamente peligrosa de manejar.

Mezclar el aceite

• 1 El aceite explosivo se agrega cuidadosamente a un mezclador mecánico, donde es absorbido por la "droga", que puede ser tierra de diatomeas (ahora ya no se usa), pulpa de madera, aserrín, harina, almidón y / o otras sustancias carbonosas y combinaciones de sustancias.

Acidez neutralizante

• 2 Se agrega aproximadamente un 1% de antiácido, como carbonato de calcio u óxido de zinc, para neutralizar cualquier acidez presente en la mezcla. La mezcla se controla cuidadosamente y cuando se alcanza el nivel correcto de ingrediente, la mezcla está lista para envasarse en las diversas formas. Este proceso produce lo que se denomina "dinamita pura", en la que la droga no contribuye a la fuerza explosiva de la dinamita. Por ejemplo, el 40% de dinamita pura contiene un 40% de nitroglicerina y un 60% de aditivo; 35% de dinamita pura contiene 35% de nitroglicerina y 65% ​​de droga. En algunos casos, el nitrato de sodio se mezcla con la droga, que actúa como oxidante y le da fuerza adicional al explosivo.

Embalaje de dinamita

• 3 La apariencia de la dinamita típicamente se asemeja a un cartucho redondo aproximadamente La apariencia de la dinamita típicamente se asemeja a un cartucho redondo de aproximadamente 1,25 pulgadas de diámetro y 8 pulgadas de largo. El recinto de parafina protege a la dinomita de la humedad y, al ser un hidrocarburo combustible, contribuye a la reacción explosiva. 1,25 pulgadas (3,2 cm) de diámetro y 8 pulgadas (20 cm) de largo. Este tipo se produce presionando la mezcla de dinamita en un tubo de papel sellado con parafina. El recinto de parafina protege la dinamita de la humedad y, al ser un hidrocarburo combustible, contribuye a la reacción explosiva. La dinamita también puede existir en muchas otras formas, desde cartuchos más pequeños para trabajos de demolición especializados hasta cargas grandes de 10 pulgadas (25 cm) de diámetro que se utilizan para grandes operaciones de minería a cielo abierto. Las regulaciones limitan la longitud de estas cargas grandes a 30 pulgadas (76 cm) y el peso a 50 libras (23 kg). La dinamita también está disponible en forma de bolsa en polvo y en forma gelatinizada para uso bajo el agua.

  Las dinamitas también se fabrican utilizando otras sustancias además de la nitroglicerina. Por ejemplo, reemplazar una porción más grande del aceite explosivo con nitrato de amonio puede aumentar la fuerza explosiva de la dinamita. Esta forma de dinamita se conoce como dinamita amoniacal.

Control de calidad

La medición precisa de la fuerza de la dinamita y las pruebas por detonación garantizan un rendimiento seguro del explosivo. La fuerza relativa de la dinamita se clasifica comparándola con la dinamita pura y por el porcentaje en peso del aceite explosivo. Por ejemplo, la dinamita amoniacal se compara con la dinamita pura y se clasifica en consecuencia. El cincuenta por ciento de dinamita de amoníaco es igual en fuerza explosiva al 50% de dinamita pura. En este caso, el "50%" refleja la comparación de la fuerza en lugar del contenido explosivo.

Después de la fabricación y la prueba de lotes de la dinamita, se distribuye en el lugar de trabajo bajo estrictas regulaciones de transporte y almacenamiento.

Aplicación

El siguiente breve ejemplo es uno de los muchos escenarios para la aplicación adecuada de dinamita. Debe tenerse en cuenta que nadie más que un experto certificado en voladuras con los procedimientos y el equipo correctos debe intentar detonar dinamita.

En este ejemplo, se debe volar una formación rocosa para dar paso a un proyecto de construcción. El primer paso en el procedimiento de voladura es determinar el tamaño de la carga por varios medios, incluidos gráficos, cálculos y la experiencia del blaster. Se realiza un examen detenido del área afectada y del terreno circundante para determinar la zona segura. Los letreros se colocan a un mínimo de 1000 pies (305 m) fuera de la zona segura para advertir al público sobre la explosión. Los transmisores de radio se apagan y bloquean para evitar el disparo accidental de los detonadores eléctricos. Luego, la carga se retira del cargador y se transporta al lugar de la explosión utilizando camiones cerrados y seguros. Los detonadores se llevan al lugar de trabajo en un vehículo separado.

Las cargas se descargan y se colocan en los barrenos perforados en la formación rocosa. Se deslizan en el agujero de explosión por presión de aire o apisonando con varillas de madera o plástico. El desintegrador tiene mucho cuidado de que los cables conductores de los detonadores se cortocircuiten entre sí hasta que se hayan colocado todas las cargas. Esto proporciona una ruta de cortocircuito para el cableado que evita un encendido accidental. Solo el desintegrador puede realizar las conexiones eléctricas finales al interruptor de encendido principal.

Durante este tiempo, se utiliza un espacio de 1,5 m (5 pies) en el cableado inmediatamente antes del interruptor principal como "espacio de relámpago", otra práctica de seguridad para eliminar la posibilidad de que la electricidad estática desencadene las cargas. Una vez que se ha completado toda la preparación para la explosión, una bocina de advertencia hace sonar una serie de explosiones de un minuto antes de la señal de detonación. En este momento, se realizan las conexiones finales al interruptor de encendido. A un minuto de la detonación, suenan una serie de bocinas cortas. El blaster luego desbloquea el interruptor principal y detona las cargas. Después de la explosión, todos los circuitos eléctricos del equipo de voladura se bloquean una vez más en las posiciones seguras y se inspecciona el área para detectar cargas defectuosas y seguridad general. Un toque prolongado de bocina indica que todo está despejado.

Subproductos / Residuos

La fabricación y el uso de explosivos contribuyen en cierta medida a los residuos peligrosos para el medio ambiente. La nitroglicerina produce varios subproductos tóxicos como ácidos, cáusticos y aceites contaminados con metales pesados. Estos deben eliminarse adecuadamente mediante neutralización o estabilización y transportarse a un vertedero de desechos peligrosos. El uso de explosivos genera grandes cantidades de polvo y partículas de la explosión y, en algunos casos, libera amianto, plomo y otros materiales peligrosos a la atmósfera. Además, las explosiones no controladas o calculadas incorrectamente pueden romper los tanques y tuberías cercanos, liberando su contenido al medio ambiente también.

El futuro

Desde su desarrollo en la década de 1950, las formas avanzadas de explosivos plásticos y cargas perfiladas han reemplazado a la dinamita. Estos explosivos ahora se denominan agentes detonadores, ya que su estabilidad se mejora y requieren un cebador más potente para detonar. Uno de los agentes explosivos más comunes es el ANFO, o nitrato de amonio y fueloil. ANFO está disponible fácilmente, es considerablemente más barato que la dinamita y se puede mezclar en el sitio. Sin embargo, los equipos de demolición de concreto que requieren cargas relativamente pequeñas todavía usan dinamita como agente de detonación.