Antecedentes y materias primas
La dinamita es un explosivo comercial utilizado principalmente para la demolición y la minería. Inventada en 1866 por Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), se describe más exactamente como el envasado de nitroglicerina, un líquido explosivo altamente venenoso, u otros compuestos volátiles como el nitrato de amonio sensibilizado. Las dinamitas pueden empaquetarse en cargas medidas, transportarse fácilmente y, con el detonador adecuado, explotar de forma segura. Debido a que la explosión de la dinamita crea una «llama fría», que es menos probable que encienda las mezclas de metano y polvo de carbón presentes en las minas, las dinamitas se utilizan con frecuencia en las operaciones de minería del carbón.
Historia
Alfred Nobel, su padre Immanuel y su hermano menor Emil comenzaron a experimentar con la nitroglicerina cerca de Estocolmo en 1862. Descubierta por el químico italiano Ascario Sobrero en 1846, la nitroglicerina era muy inestable y difícil de manipular, y las explosiones accidentales no eran infrecuentes. Uno de estos 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 barco en medio de un lago antes de realizar sus experimentos en una fábrica. En 1866 descubrió que la mezcla de nitroglicerina con kieselguhr (tierra de diatomeas) estabilizaba y reducía 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 bautizó el producto con el nombre de «dinamita» -derivado del griego «dynamis» que significa «poder»- y recibió la patente del proceso en 1867. Nobel siguió desarrollando otros explosivos y propulsores, como la balistita de pólvora sin humo. Poseía más de 355 patentes y su considerable fortuna proporcionó la base financiera para el Premio Nobel, que se concede «a quienes, durante el año anterior, hayan conferido el mayor beneficio a la humanidad».
La dinamita se clasifica como un alto explosivo secundario, lo que significa que se utiliza un detonador de alto explosivo primario o iniciador (fulminato de mercurio, por ejemplo) para activar la carga principal. La dinamita se considera un explosivo comercial, a diferencia de los explosivos TNT (trinitrotolueno), que se consideran explosivos de munición militar. El primer uso a gran escala de la dinamita con fines de construcción fue la creación del túnel Hoosac, terminado en 1876.
Diseño del proceso e instalaciones
La fabricación de la dinamita está muy regulada y el proceso estrictamente controlado para evitar detonaciones accidentales. El equipo utilizado está especialmente diseñado para reducir la exposición de la mezcla al calor, las fuerzas de compactación o las 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 zonas de almacenamiento (llamados polvorines) se construyen a gran distancia de otras estructuras y con sistemas especializados de calefacción, ventilación y electricidad. Estos edificios se «endurecen» con techos y paredes resistentes a las balas y con amplios sistemas de seguridad. Otras precauciones importantes son los sistemas de inspección minuciosos que garantizan la mezcla, la clasificación, el embalaje y el control de inventario correctos. Los empleados también están altamente capacitados para trabajar con los explosivos, y se requieren precauciones especiales de salud. La exposición a la nitroglicerina suele producir dolores de cabeza punzantes, aunque puede desarrollarse una inmunidad a los efectos tóxicos. Curiosamente, la nitroglicerina también se utiliza en medicina para tratar algunas formas de angina y otras dolencias. En el cuerpo, actúa como vasodilatador y relaja el tejido muscular.
El proceso de fabricación
El proceso comienza con el líquido compuesto como nitroglicerina (aceite explosivo), una sustancia «dopante» y un antiácido. El dinitrato de etilenglicol, que compone aproximadamente el 25-30% del aceite explosivo, se utiliza para reducir el punto de congelación de la nitroglicerina. Esto permite utilizar la dinamita con seguridad a bajas temperaturas. De hecho, la nitroglicerina en estado semicongelado, con presencia tanto de líquido como de sólido, es en realidad más sensible e inestable que el estado congelado o el líquido por separado. En ese estado semisólido, la nitroglicerina es extremadamente peligrosa de manipular.
Mezcla del aceite
- 1 El aceite explosivo se añade cuidadosamente a un mezclador mecánico, donde es absorbido por la «droga», que puede ser tierra de diatomeas (ahora ya no se utiliza), pulpa de madera, serrín, harina, almidón y/u otras sustancias carbonosas y combinaciones de sustancias.
Neutralización de la acidez
- 2 Se añade aproximadamente un 1% de antiácido, como carbonato de calcio u óxido de zinc, para neutralizar cualquier acidez presente en la pasta. La mezcla se controla cuidadosamente y, cuando se alcanza el nivel correcto de ingredientes, la mezcla está lista para su envasado en las distintas 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, un 40% de dinamita pura contiene un 40% de nitroglicerina y un 60% de droga; un 35% de dinamita pura contiene un 35% de nitroglicerina y un 65% de droga. En algunos casos, se mezcla nitrato de sodio con la droga, que actúa como oxidante y da fuerza adicional al explosivo.
Empaquetado de la dinamita
- 3 El aspecto de la dinamita suele parecerse a un cartucho redondo de aproximadamente 3,2 cm de diámetro y 20 cm de longitud. 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 de menor tamaño para trabajos especializados de demolición hasta grandes cargas de 10 pulgadas (25 cm) de diámetro que se utilizan para grandes operaciones de minería a cielo abierto. La normativa limita la longitud de estas grandes cargas a 30 pulgadas (76 cm) y el peso a 50 libras (23 kg). La dinamita también está disponible en forma de polvo para bolsas y en forma gelatinizada para su uso bajo el agua.
Las dinamitas también se fabrican utilizando otras sustancias además de la nitroglicerina. Por ejemplo, la sustitución de una mayor parte del aceite explosivo por nitrato de amonio puede aumentar la fuerza explosiva de la dinamita. Esta forma de dinamita se denomina dinamita de amoníaco.
Control de calidad
La medición precisa de la fuerza de la dinamita y las pruebas de detonación garantizan la seguridad del explosivo. La fuerza relativa de la dinamita se clasifica por comparación con la dinamita pura y por el porcentaje de peso del aceite explosivo. Por ejemplo, la dinamita con amoníaco se compara con la dinamita pura y se clasifica en consecuencia. Un 50% de dinamita con amoníaco tiene la misma fuerza explosiva que un 50% de dinamita pura. En este caso, el «50%» refleja la comparación de la fuerza más que el contenido de explosivo.
Después de la fabricación y las pruebas de lote de la dinamita, se dispensa en el lugar de trabajo bajo estrictas normas de transporte y almacenamiento.
Aplicación
El siguiente breve ejemplo es uno de los muchos escenarios para la correcta aplicación de la dinamita. Debe tenerse en cuenta que nadie, salvo un experto en voladuras certificado con los procedimientos y equipos correctos, debe intentar detonar dinamita.
En este ejemplo, hay que 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, incluyendo gráficos, cálculos y la experiencia del dinamitero. Se examina detenidamente la zona afectada y el terreno circundante para determinar la zona de seguridad. Se colocan señales a un mínimo de 305 m fuera de la zona de seguridad para advertir al público de la voladura. Los transmisores de radio se apagan y se bloquean para evitar el disparo accidental de los detonadores eléctricos. A continuación, la carga se retira del cargador y se transporta al lugar de la voladura 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 agujeros de voladura perforados en la formación rocosa. Se introducen en el orificio de voladura mediante presión de aire o apisonando con varillas de madera o plástico. El dinamitero tiene mucho cuidado de que los cables de los detonadores estén en cortocircuito hasta que se hayan colocado todas las cargas. De este modo se consigue un cortocircuito en el cableado que evita la ignición accidental. Durante este tiempo, se utiliza un hueco de 1,5 m en el cableado inmediatamente antes del interruptor principal como «hueco para el rayo», otra práctica de seguridad para eliminar la posibilidad de que la electricidad estática active las cargas. Una vez completada 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 disparo. Cuando falta un minuto para la detonación, se emiten una serie de toques de bocina cortos. A continuación, el dinamitero desbloquea el interruptor principal y detona las cargas. Tras la explosión, todos los circuitos eléctricos del equipo de voladura se vuelven a bloquear en las posiciones de seguridad y se inspecciona la zona para comprobar si hay cargas mal disparadas y la seguridad general. Un prolongado toque de bocina indica que todo está despejado.
Subproductos/Residuos
La fabricación y el uso de explosivos aportan cierta cantidad de residuos peligrosos al medio ambiente. La nitroglicerina produce varios subproductos tóxicos como ácidos, cáusticos y aceites contaminados con metales pesados. Estos deben ser eliminados adecuadamente mediante su neutralización o estabilización y transportados a un vertedero de residuos peligrosos. El uso de explosivos genera grandes cantidades de polvo y partículas procedentes de la explosión y, en algunos casos, libera amianto, plomo y otros materiales peligrosos a la atmósfera. Además, las explosiones incontroladas o mal calculadas pueden romper tanques y tuberías cercanas, liberando también su contenido al medio ambiente.
El futuro
Desde su desarrollo en la década de 1950, las formas avanzadas de explosivos plásticos y cargas moldeadas han sustituido a la dinamita. Estos explosivos se denominan ahora agentes de voladura, ya que su estabilidad ha mejorado y requieren un cebador más potente para detonar. Uno de los agentes de voladura más comunes es el ANFO, o nitrato de amonio y aceite combustible. El ANFO es fácil de conseguir, considerablemente más barato que la dinamita, y puede mezclarse in situ. Sin embargo, los equipos de demolición de hormigón que requieren cargas relativamente pequeñas siguen utilizando dinamita como agente de voladura.
Donde aprender más
Libros
Grady, Sean M. Devices of Controlled Destruction. Lucent Books, 1994.
Keller, J.J. OSHA Safety and Compliance Manual, 1992.
Lewis, Richard, Sr. Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials, 8th ed., Van Norstrad Rienhold. Van Norstrad Rienhold, 1993.
Meyer, Rudolf. Explosives. VCH Publishers, 1992.
Porter, Samuel J. Explosives and Blasting Agents, Fire Protection Handbook. 15th ed., 1981.
Sickler, Robert A. Explosive Principles: An Essential Guide to Understanding Explosives and Detonations. Paladin Press, 1992.
Douglas E. Betts