HISTORIA DE LOS  EXPLOSIVOS, TIPOS Y DIVERSOS USOS

 

Explosivos

Son compuestos o mezclas de compuestos químicos que arden o se descomponen rápidamente generando grandes cantidades de gas y calor, y los consiguientes efectos de presión repentinos. En tiempos de paz los explosivos se utilizan principalmente para voladuras en minería y en cantería, aunque también se emplean en fuegos artificiales, en aparatos de señalización y para hacer remaches y moldear metales. Los explosivos se utilizan también como propulsores para proyectiles y cohetes, como cargas explosivas para la demolición, y para hacer bombas y minas.

El primer explosivo conocido fue la pólvora, llamada también “polvo negro”. Se empezó a utilizar hacia el siglo XIII y fue el único explosivo conocido durante siglos. Los nitratos de celulosa y la nitroglicerina, ambos descubiertos en 1846, fueron los primeros explosivos modernos. Desde entonces, nitratos, compuestos de nitrógeno, fulminatos y azidas han sido los principales compuestos explosivos utilizados por separado o mezclados con combustibles y otros agentes. El trióxido de xenón, que fue el primer óxido explosivo, se desarrolló en 1962.

 

La Pólvora

La pólvora, es un polvo explosivo utilizado en balística, en particular pólvora negra, una mezcla explosiva de un 75% de nitrato potásico, un 15% de carbón y un 10% de azufre aproximadamente. La pólvora fue el primer explosivo conocido; su fórmula aparece ya en el siglo XIII, en los escritos del monje inglés Roger Bacon, aunque parece haber sido descubierta por los chinos, que la utilizaron con anterioridad en la fabricación de fuegos artificiales.

Es probable que la pólvora se introdujera en Europa procedente del Oriente Próximo. Berthold Schwarz, un monje alemán, a comienzos del siglo XIV, puede haber sido el primero en utilizar la pólvora para impulsar un proyectil. Sean cuales sean los datos precisos y las identidades de sus descubridores y primeros usuarios, lo cierto es que la pólvora se fabricaba en Inglaterra en 1334 y que en 1340 Alemania contaba con instalaciones para su fabricación.

El primer intento de utilización de la pólvora para minar los muros de las fortificaciones se llevó a cabo durante el sitio de Pisa en 1403. En la segunda mitad del siglo XVI, la fabricación de pólvora en la mayoría de los países era un monopolio del Estado, que reglamentó su uso a comienzos del siglo XVII. Fue el único explosivo conocido hasta el descubrimiento del denominado oro fulminante, un poderoso explosivo utilizado por primera vez en 1628 durante las contiendas bélicas que se desarrollaron en el continente europeo.

 

UN POCO DE HISTORIA
Por Raquel Cubero

Aunque su función primigenia era la de servir de vía para la introducción en Europa de sedas y telas orientales, muchos otros objetos y materiales acabaron por llegar a occidente a través de ella. Entre ellos se encontraba uno que cambiaría el curso de la historia: la pólvora.

La pólvora, el primer explosivo conocido, fue descubierta por casualidad en China en torno al siglo IX. Su hallazgo parece ser fruto de las investigaciones de algún alquimista que, en su búsqueda del elixir de la eterna juventud, dio por accidente con la fórmula del explosivo. De hecho las primeras referencias a la pólvora las encontramos en textos herméticos advirtiendo de los peligros de mezclar determinadas sustancias.

En el siglo X ya se utilizaba con propósitos militares en forma de cohetes y bombas explosivas lanzadas desde catapultas. Se sabe que ya en el año 1126 se utilizaban cañones hechos de tubos de bambú para lanzar proyectiles al enemigo. Más tarde esos tubos serían sustituidos por otros de metal más resistente; el más antiguo del que se tiene noticia data de1290.

Desde China el uso militar de la pólvora pasó a Japón y a Europa. Se sabe que fue usado por los mongoles contra los húngaros en 1241 y que Roger Bacon hace una mención en 1248. Hasta ese momento Europa sólo había contado con un producto inflamable llamado “fuego griego” que sin embargo no podría competir con la efectividad del recién llegado invento.

Durante el siglo XIV el uso de cañones se generalizó tanto en China como en Europa, pero el problema seguía residiendo en crear tubos de metal capaces de contener las tremendas explosiones que se producían en su interior. Este problema pudo haber conducido a la falsa afirmación de que los chinos sólo utilizaron la pólvora para hacer fuegos artificiales, lo que no es en absoluto cierto ya que está documentado que hicieron uso de ella con propósitos bélicos en numerosas ocasiones. Así por ejemplo el grosor y la solidez de las murallas de Beijing deja bien a las claras que se diseñaron para resistir el ataque de la artillería enemiga y la dinastía Ming cambió la ubicación de la antigua capital Nanjing por el hecho de que las colinas de alrededor eran una localización demasiado tentadora para que el adversario ubicara sus cañones.

Cuenta la leyenda que la fórmula pudo llegar a Europa en 1324 de la mano de un monje peregrino. La receta consistía en la mezcla de carbón, azufre y salitre que el religioso comunicó al abad de un monasterio donde pernoctó. A la mañana siguiente el monje que se encontraba en la puerta al ver salir al huésped, pudo comprobar con horror que debajo de los ropajes monacales le asomaba un rabo peludo: era el mismísimo diablo que el terrible invento venía a perturbar para siempre y a sembrar el caos la sociedad de la época.

La pólvora se extendió con rapidez por toda Europa y jugó un papel fundamental en el equilibrio de poder que se establecería a partir de entonces, ya que eran muy pocos los personajes que contaban con dinero y capacidad suficiente para fabricar armas.

Entre los siglos XV al XVII se asistiría a un amplio desarrollo de la tecnología relacionada con al pólvora. Los avances en el campo de la metalurgia hicieron posible la elaboración de armas de pequeños tamaño y mosquetes. Resulta curioso que todavía en el siglo XV, Enrique VIII de Inglaterra manifestara que “las armas de fuego nunca suplantarían al arco largo de la infantería inglesa”.

Incluso tiempo después, cuando las armas se habían generalizado en todos los ejércitos, muchos seguían considerando su uso como una vileza impropia de verdaderos caballeros. A partir de la segunda mitad del siglo XVI la fabricación de la pólvora en casi todos los países, estaba ya en manos del Estado y su uso sería reglamentado poco después.

En 1886 Paul Vielle inventó un tipo de pólvora sin humo hecho con nitrocelulosa gelatinizada mezclada con éter y alcohol. Esta mezcla se pasaba por unos rodillos para formar finas hojas que después se cortaban con una guillotina al tamaño deseado. El ejército francés fue el primero en usar este nuevo tipo de explosivo, que no formaba humo y era mucho más potente que el anterior, y otros países europeos no tardaron es seguir su ejemplo. Muchas otras innovaciones se sucedieron en el campo de los materiales explosivos hasta llegar a la actualidad, pero sin duda la aparición de la pólvora en occidente en la Edad Media fue el acontecimiento más significativo.

 

OTROS EXPLOSIVOS DE FINES DEL SIGLO XX:

De todas las fuerzas que la Humanidad ha podido dominar, ninguna tan utilizable como el fuego. Pero no sólo en la acepción más conocida le la palabra, sino también en aquellos innumerables casos semejantes a lo que : turre cuando se presenta el fenómeno por la combinación del oxígeno con otras sustancias. Al morir un árbol, el oxígeno del aire se combina lentamente con la materia orgánica de que se forma el tronco; es una combustión que dura años. Si un trozo de hierro se expone al aire, el oxígeno también ataca al metal; la combinación entonces puede durar unas semanas o meses. 

Los químicos han dado el nombre de «oxidación» a esta clase de cambios o reacciones químicas que resultan de la tendencia del oxígeno a combinarse con otras substancias. Los pocos ejemplos antes citados muestran que la oxidación es el cambio o reacción química más importante. Ahora vamos a hablar de las oxidaciones rápidas que tienen lugar al disparar los cañones.

Casi todas las substancias que arden pueden servir para preparar los explosivos, con tal de que el oxígeno se combine con ellas muy rápidamente. El carbón apilado se oxida muy lentamente y se conserva siempre a una temperatura baja; serían precisos millares de años para consumir todo el montón; pero si se calienta, el oxígeno le ataca con más rapidez y da un fuego brillante que produce a su vez calor.

Forzando el aire, o mejor, oxígeno puro, de suerte que se introduzca en la masa, desprenderá una llama blanca deslumbrante, aumentando la temperatura. Todavía no se produce explosión, porque el oxígeno tarda aún bastante tiempo en combinarse con el carbón. Pero si pulverizamos éste muy finamente, mezclándole con la cantidad de aire que convenga, explotará con violencia al quemarse, pues cada partícula de carbón estará rodeada de oxígeno y puede combinarse con extrema rapidez. Muchos de los terribles accidentes en las minas son debidos a esta clase de explosiones.

No todas las mezclas de gases y sólidos se prestan para poder almacenarse y transportar convenientemente, y, por tanto, satisfacer las condiciones precisas en la industria de explosivos y suministros militares. Si agregamos al polvo muy fino de carbón de piedra, o mejor, vegetal, salitre, que es una substancia que contiene tres mil veces tanto oxígeno como el mismo volumen de aire, tenemos los ingredientes necesarios para preparar un explosivo comercial, en el que el oxígeno y la materia inflamable se presentan en estado sólido y pueden además mezclarse muy íntimamente. Cada partícula de carbón vegetal dispone del oxígeno encerrado en el salitre; así que los dos se combinan con rapidez explosiva. Estas dos substancias son los componentes de la pólvora negra ordinaria.

Dos factores combinados influyen en la fuerza desarrollada en una explosión. El primero es que el sólido explosivo, ocupando un pequeño espacio, pueda transformarse al oxidarse en un gran volumen de gases. Así, por ejemplo, tres decímetros cúbicos de nitroglicerina, pesando 45 kilogramos, se convierte en una fracción de segundo en gases que al enfriar a la temperatura ordinaria ocupan unos 30 metros cúbicos.

Más importante aún es que en la explosión se desarrolle gran cantidad de calor, el cual dilata extraordinariamente los gases. Probablemente, los producidos en la explosión de los 45 kilogramos de nitroglicerina a la temperatura que predomina al generarse ocuparían cerca de 300 metros cúbicos. En el momento de formarse los gases la presión se acerca a 14.000 ó 21.000 kilogramos por centímetro cuadrado, y mil veces mayor que la presión a que trabaja una caldera ordinaria de vapor.

Esta producción de grandes cantidades de gases a altas temperaturas y enormes presiones es la causa de los efectos de la explosión. El recipiente o barreno que contenga el explosivo queda destrozado instantáneamente; la roca y cuanto encuentren en su camino los gases dilatados saltará como paja arrastrada por el viento. La onda de aire formada al salir los gases se extiende en todas direcciones, destrozando vidrieras y muchas veces sólidas casas de piedra situadas a distancia.

Tal es la explicación de cómo se produce la mayor fuerza de los tiempos modernos. La lámpara de petróleo arde fija y lentamente a causa del poco aire que entra en ella. Si este último se mezcla con el petróleo, rápidamente se produce una explosión, que puede aprovecharse para hacer volar a un aeroplano a la velocidad de 270 kilómetros por hora. El automóvil no es más que una máquina en la que se utilizan una serie de explosiones para hacer mover las ruedas. La fuerza de los motores modernos de gas procede de las explosiones de éste con el aire.

En todos los casos el oxígeno de la atmósfera se mezcla íntimamente con el petróleo o el gas, antes de que se verifique la reacción provocada por el calor. Así, en vez de efectuarse una combustión lenta, tiene lugar un rápido proceso, por el que se produce una súbita y violenta expansión de gases. Estos empujan el émbolo, que recorre un cilindro, movimiento que se transforma de manera conveniente en otro que pueda hacer girar las ruedas del automóvil o la hélice de un aeroplano. En otras palabras, los mecanismos de muchas fábricas y talleres se mueven debido a la utilización de esta terrible arma de que tanto hemos oído hablar en su aplicación más sensacional en relación con la guerra.

Como dijimos antes la pólvora fue inventada por los árabes en el siglo XIII  e introducida en la cristiandad por Roger Bacon hacia 1270 y cincuenta años antes Bertoldo Schwartz de Freiberg la había dado a conocer, su uso industrial como explosivo fue despreciado durante siglos. Elarte de la construcción de caminos, la edificación en general y la explotación de minas estaban apenas tan adelantadas en la época Shakespeare como en la de Virgilio. Parece se empleó la pólvora por primera vez en minería hacia 1613, en raya época Martín Weigel, un minero de Freiberg, comenzó a arrancar mineral por la explosión de barrenos.

Hasta hace unos cincuenta años la pólvora era el explosivo más enérgico que podía emplearse sin peligro. En las artes, durante la paz, así como .en la guerra, una mezcla de carbón vegetal y salitre, a la que se añadía cierta cantidad de azufre, producían los gases con que los hombres se mataban o perforaban los túneles. La pólvora negra tipo, adoptada por los Estados Unido; para su ejército hasta la guerra con España, contenía 75 por 100 de salitre, 15 por 100 de carbón vegetal y 10 por 10c de azufre. Sin embargo, una serie de explosivos mucho más enérgicos habían sido ya descubiertos por los químicos modernos.

En 1832, Braconnot transformó el almidón, tratándole por el ácido nítrico, en un terrible explosivo; seis años después, Pelouse y Dumas prepare el algodón-pólvora y papel-pólvora, mirificando también estas materias. En 1846, el italiano Ascanio Sobrero trató la glicerina por el ácido nítrico y produjo la nitroglicerina, que adquirió trágica notoriedad con el nombre de «aceite explosivo», pues era un compuesto muy delicado que explotaba al menor choque.

Como era líquido, se filtraba a través de las hendeduras de la roca cuando se echaba en un barreno; requeríase un gran cuidado al colocarlo y producir la explosión por una sencilla espoleta. Fueron tan frecuentes los accidentes, que se prohibió su empleo en algunos países; y la voladura de un barco cargado con gran cantidad de este explosivo, en dirección a Chile, causó tal sensación, que se creyó necesario impedir radicalmente su empleo en todos los países civilizados del mundo.

Pero el químico sueco Alfredo Nobel resolvió el problema de los explosivos enérgicos en 1866. Mezcló la nitroglicerina con ciertas clases de tierras porosas y produjo una especie de serrín, que llamó «dinamita». Dos veces más enérgica que la pólvora y mucho más segura, la dinamita revolucionó la ciencia de los explosivos. Hizo posible la ejecución de las grandes obras de ingeniería en nuestros tiempos y dio lugar al desarrollo de la industria minera en el mundo desde 1870.

Evidentemente, la invención de la dinamita marca una época en la historia de la civilización. Permitió al hombre cambiar la faz de la Tierra. Por ella pudo extender por todos los continentes las redes de ferrocarriles; removió las. montañas a su paso; perforó kilómetros y kilómetros, atravesando el duro corazón de su planeta; unió océanos, haciendo volar las rocas-y la tierra que los separaban, y, finalmente, apartó el arado 3^ la maquinaria agrícola de vapor para trabajar la tierra y preparar los cultivos con dinamita.

 

Un sabio se corta un dedo y esto da lugar al invento de un formidable explosivo

En condiciones normales, la dinamita puede soportar golpes, lanzarse a distancia y aun sufrir los efectos de cualquier arma de fuego, sin explotar. De la misma manera, una considerable cantidad de algodón-pólvora puede arder tranquilamente, y un torpedo lleno con este explosivo, húmedo y comprimido no reventará, aunque penetre en su masa una granada y la queme. Aun la nitroglicerina arderá como el petróleo en pequeñas cantidades, y, finalmente, una vela de nitroglicerina puede alumbrar sin peligro.

Muchas personas, poco habituadas al manejo de los explosivos modernos, creen que las granadas y compuestos explosivos son peligrosos. En realidad, la parte delicada e insegura es el fulminante, generalmente preparado disolviendo mercurio en ácido nítrico y añadiendo alcohol a la solución. Este es el agente que produce la explosión, y cuando está unido a un explosivo enérgico es cuando se puede decir que nos acecha la muerte.

La dificultad e inconveniente de la dinamita, desde el punto de vista moderno, es su pequeño rendimiento como explosivo. Su seguridad resulta precisamente de que una cuarta parte de sus componentes son materias absorbentes que no engendran gases. Formadas de residuos de diatocoisas—una planta marina microscópica de vaina muy dura—, este material es inactivo y reduce la fuerza explosiva de la dinamita.

Reconociendo esto, Nobel trató de encontrar, durante muchos años, otra substancia activa para su nitroglicerina, que al mismo tiempo que absorbiese el aceite explosivo formase una especie de pasta química. Una mañana, al hacer sus ensayos, se cortó en un dedo. Envió a un ayudante para que le trajese un poco de colodión y proteger su herida. Recubierta la cortadura, iba a tirar el resto del frasco cuando se le ocurrió mezclarlo con la nitroglicerina.

El colodión se prepara disolviendo el algodón-pólvora en éter, y la solución se utiliza como emplasto, barniz y materiales para la fotografía. Cuando se combina con alcanfor, el algodón-pólvora, disuelto, se convierte en celuloide. Para fabricar esta clase de algodón-pólvora comercial sólo se emplea ácido nítrico moderadamente concentrado; es por veces muy inflamable; pero el alcanfor le hace inexplosible y puede ser trabajado con pesados martillos y laminadores sin el menor peligro.

Suprimiendo el alcanfor, Nobel obtuvo una mezcla de algodón-pólvora y nitroglicerina, la cual resultó aún más segura y con notable mayor energía explosiva. El accidente de cortarse en un dedo hizo que el inventor ensayase con el algodón-pólvora, considerado como el más peligroso y menos útil de los compuestos explosivos. El algodón-pólvora contiene demasiado poco oxígeno para la combustión. La consecuencia es que cuando hace explosión engendra gases venenosos; así, no era utilizable para fines industriales. La nitroglicerina, por otro lado, contiene un exceso de oxígeno; de manera que al mezclar Nobel los dos explosivos en ciertas proporciones, el elemento que necesitaba uno lo suministró el otro, que lo tenía en exceso.

El nuevo explosivo resultó una mitad más enérgico que la dinamita, y se ha utilizado en grandes cantidades para la perforación de montañas como los Alpes, donde la roca es tan dura, que con dificultad se hubiera podido llevar a cabo la obra sin él. La gelatina explosiva es una de las fuerzas más violentas de que disponen los hombres. En su forma pura, sólo se puede emplear en roca muy dura. Nobel encontró pronto la manera de modificar su terrible acción, añadiendo salitre y serrín a la mezcla de algodón-pólvora y nitroglicerina. Con el tiempo, en aquella época, los explosivos gelatinosos fueron reemplazando a la dinamita.

Fue preciso pasasen muchos años antes de poder llegar a conocer la manera de aplicar los explosivos modernos a las necesidades de la guerra, y reemplazar la pólvora por los preparados mucho más enérgicos en la artillería. Aun después de conseguir pulverizar la nitroglicerina por medio de substancias reductoras de su fuerza explosiva, no pudo emplearse para los disparos de los cañones. Se verificaba tan rápidamente la formación de gases, que las piezas reventaban en lugar de salir el proyectil por la boca.