Cenário e Matérias-Primas
Dinamite é um explosivo comercial usado principalmente para demolição e mineração. Inventado em 1866 por Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), é descrito com mais precisão como a embalagem de nitroglicerina, um líquido explosivo altamente venenoso, ou outros compostos voláteis como o nitrato de amónio sensibilizado. As dinamites podem ser embaladas em cargas medidas, transportadas facilmente e, com o detonador adequado, explodiram com segurança. Como uma explosão de dinamite cria uma “chama fria”, que é menos susceptível de acender misturas de metano e pó de carvão presentes nas minas, as dinamites são frequentemente usadas em operações de mineração de carvão.
História
Alfred Nobel, seu pai Immanuel, e o irmão mais novo Emil começaram a experimentar nitroglicerina perto de Estocolmo em 1862. Descoberto pelo químico italiano Ascario Sobrero em 1846, a nitroglicerina era altamente instável e difícil de lidar, e explosões acidentais não eram incomuns. Um desses acidentes matou Emil, entre outros, em uma fábrica em 1864. Apesar da tragédia pessoal, Alfred continuou seu trabalho com este perigoso líquido, trabalhando em um barco no meio de um lago antes de realizar suas experiências em uma fábrica. Em 1866 ele descobriu que misturar nitroglicerina com kieselguhr (terra de diatomáceas) estabilizou e reduziu a volatilidade do explosivo. A terra de diatomáceas é formada pelos restos fósseis de um plâncton unicelular chamado diatomáceas, e o resultado é um material absorvente que “embebe” a nitroglicerina. Alfred chamou o produto de “dinamite” – derivado do grego “dinamis” que significa “poder” – e recebeu a patente do processo em 1867. Nobel passou a desenvolver vários outros explosivos e propulsores, incluindo o pó sem fumo ballistite. Ele detinha mais de 355 patentes e sua considerável fortuna proporcionou a base financeira para o Prêmio Nobel, que é concedido “àqueles que, durante o ano anterior, terão conferido o maior benefício à humanidade”
Dynamite é classificado como um Alto Explosivo Secundário, o que significa que um detonador de Alto Explosivo Primário ou Iniciador (fulminato de mercúrio, por exemplo) é utilizado para detonar a carga principal. A dinamite é considerada um explosivo comercial, em oposição aos explosivos TNT (trinitrotolueno), que são considerados explosivos de munições militares. A primeira utilização em larga escala da dinamite para fins de construção foi na criação do Túnel Hoosac, concluído em 1876.
Process Design andFacilities
Fabricação de sinamite é altamente regulamentada e o processo é rigorosamente controlado para evitar detonações acidentais. O equipamento utilizado é especialmente projetado para reduzir a exposição da mistura ao calor, forças de compactação ou fontes de ignição. Os rolamentos nos misturadores do produto, por exemplo, são montados fora da estrutura do aparelho para evitar o contato com a mistura explosiva. Os edifícios e áreas de armazenamento (denominados armazéns) são construídos a grandes distâncias de outras estruturas e com sistemas especializados de aquecimento, ventilação e electricidade. Estes edifícios são “endurecidos” com tetos e paredes resistentes a balas e sistemas de segurança extensivos. Outras precauções importantes incluem sistemas completos de inspeção que asseguram a correta mistura, classificação, embalagem e controle de estoque. Os funcionários também são altamente treinados para trabalhar com os explosivos, e são necessárias precauções especiais de saúde. A exposição à nitroglicerina geralmente produz dores de cabeça palpitantes, embora uma imunidade aos efeitos tóxicos possa se desenvolver. Curiosamente, a nitroglicerina também é usada na medicina para tratar algumas formas de angina e outros males. No corpo, ela age como um vasodilatador e relaxa o tecido muscular.
O processo de fabricação
O processo começa com o líquido composto, como nitroglicerina (óleo explosivo), uma substância “dopante”, e um antiácido. O dinitrato de etilenoglicol, que compõe aproximadamente 25-30% do óleo explosivo, é usado para deprimir o ponto de congelamento da nitroglicerina. Isto permite que a dinamite seja utilizada com segurança a baixas temperaturas. Na verdade, a nitroglicerina em estado semi-congelado com presença de líquido e sólido é, na verdade, mais sensível e instável do que apenas no estado congelado ou líquido. Nesse estado semi-sólido, a nitroglicerina é extremamente perigosa de manusear.
Misturar o óleo
- 1 O óleo explosivo é cuidadosamente adicionado a um misturador mecânico, onde é absorvido pela “droga”, que pode ser ou terra de diatomáceas (agora não mais usada), polpa de madeira, serradura, farinha, amido e/ou outras substâncias carbonáceas e combinações de substâncias.
Acidez neutralizante
- 2 Aproximadamente 1% de antiácido, como carbonato de cálcio ou óxido de zinco, é adicionado para neutralizar qualquer acidez presente na droga. A mistura é monitorada cuidadosamente e quando o nível correto do ingrediente é atingido, a mistura está pronta para ser embalada nas diversas formas. Este processo produz o que é chamado de “dinamite reta”, na qual a droga não contribui para a força explosiva da dinamite. Por exemplo, 40% da dinamite reta contém 40% de nitroglicerina e 60% de droga; 35% da dinamite reta contém 35% de nitroglicerina e 65% de droga. Em alguns casos, o nitrato de sódio é misturado com a droga, que age como um oxidante e dá força adicional ao explosivo.
Dinamida de embalagem
- 3 A aparência da dinamite assemelha-se tipicamente a um cartucho redondo de aproximadamente 1,25 polegadas (3,2 cm) de diâmetro e 8 polegadas (20 cm) de comprimento. Este tipo é produzido pressionando a mistura da dinamite em um tubo de papel selado com parafina. O invólucro de parafina protege a dinamite da umidade e, sendo um hidrocarboneto combustível, contribui para a reação explosiva. A dinamite também pode existir em muitas outras formas, desde tamanhos menores de cartuchos para trabalhos especializados de demolição até grandes cargas de 10 polegadas (25 cm) de diâmetro que são usadas para operações de mineração de grandes tiras. Os regulamentos limitam o comprimento dessas grandes cargas a 76 cm (30 polegadas) e o peso a 23 kg (50 libras). A dinamite também está disponível em pó de saco e em forma gelatinizada para uso subaquático.
Dinamitas também são feitas usando outras substâncias além da nitroglicerina. Por exemplo, substituir uma porção maior do óleo explosivo por nitrato de amónio pode aumentar a força explosiva da dinamite. Esta forma de dinamite é referida como dinamite amoniacal.
Controle de qualidade
Medição precisa da resistência da dinamite e testes por detonação asseguram o desempenho seguro do explosivo. A resistência relativa da dinamite é graduada por comparação com a dinamite reta e pela porcentagem de peso do óleo explosivo. Por exemplo, a dinamite de amônia é comparada à dinamite reta e é classificada de acordo com a dinamite. Cinquenta por cento da dinamite de amoníaco é igual em força explosiva a 50% de dinamite reta. Neste caso, o “50%” reflete a comparação da resistência ao invés do conteúdo explosivo.
Após a fabricação e teste de lote da dinamite, ela é distribuída no local de trabalho sob rigorosas normas de transporte e armazenamento.
Aplicação
O exemplo a seguir é um dos muitos cenários para a correta aplicação da dinamite. Deve-se notar que ninguém a não ser um perito certificado com os procedimentos e equipamentos correctos deve tentar detonar a dinamite.
Neste exemplo, uma formação rochosa deve ser detonada para dar lugar a um projecto de construção. O primeiro passo no procedimento de jateamento é determinar o tamanho da carga por vários meios, incluindo gráficos, cálculos e a experiência do detonador. Para determinar a zona segura é feito um exame minucioso da área afetada e do terreno circundante. Sinais são colocados a um mínimo de 305 m (1000 pés) fora da zona segura para avisar o público sobre o jateamento. Os transmissores de rádio são desligados e bloqueados para evitar o disparo acidental dos detonadores eléctricos. A carga é então retirada do carregador e transportada para o local do detonador utilizando camiões fechados e seguros. Os detonadores são levados para o local de trabalho num veículo separado.
As cargas são descarregadas e colocadas nos furos de explosão perfurados na formação rochosa. Elas deslizam para dentro do furo de explosão por pressão de ar ou por meio de tamponamento com varas de madeira ou plástico. O detonador tem muito cuidado para que os fios de chumbo dos detonadores fiquem em curto-circuito até que todas as cargas sejam colocadas. Isto proporciona um curto-circuito para a fiação que evita a ignição acidental. Somente o detonador pode fazer as conexões elétricas finais ao interruptor principal de queima.
Durante este tempo, um espaço de 1,5 m (5 pés) na fiação imediatamente à frente do interruptor principal é usado como um “espaço de relâmpago”, outra prática de segurança para eliminar a possibilidade da eletricidade estática apagar as cargas. Uma vez concluída toda a preparação para a detonação, uma buzina de aviso toca uma série de explosões de um minuto antes do sinal de detonação. Neste momento, são feitas as últimas conexões com o interruptor de disparo. A um minuto da detonação, uma série de buzinas curtas são soadas. O detonador então desbloqueia a chave principal e detona as cargas. Após a explosão, todos os circuitos elétricos do equipamento de detonação são novamente bloqueados nas posições seguras, e a área é inspecionada quanto a cargas mal disparadas e segurança geral. Uma explosão de buzina prolongada sinaliza o tudo limpo.
Byproducts/Waste
Fabrico e utilização de explosivos contribuem com alguma medida de resíduos perigosos para o ambiente. A nitroglicerina produz vários subprodutos tóxicos, tais como ácidos, cáusticos e óleos contaminados com metais pesados. Estes devem ser eliminados adequadamente por neutralização ou estabilização e transportados para um aterro de resíduos perigosos. O uso de explosivos cria grandes quantidades de poeira e partículas da explosão e, em alguns casos, libera amianto, chumbo e outros materiais perigosos para a atmosfera. Além disso, explosões não controladas ou mal calculadas podem romper tanques e tubulações próximas, liberando seu conteúdo também para o meio ambiente.
O Futuro
Desde seu desenvolvimento nos anos 50, formas avançadas de explosivos plásticos e cargas moldadas substituíram a dinamite. Estes explosivos são agora referidos como agentes explosivos, uma vez que a sua estabilidade é melhorada e requerem um primer mais potente para detonar. Um dos agentes explosivos mais comuns é o ANFO, ou nitrato de amônio e óleo combustível. O ANFO está facilmente disponível, consideravelmente mais barato do que a dinamite, e pode ser misturado no local. No entanto, equipes de demolição de concreto que requerem cargas relativamente pequenas ainda usam dinamite como agente detonador.
Where To Learn More
Books
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, 8ª ed., 1992.
Lewis, Richard, Sr. Sax’s Dangerous Properties of Industrial Materials, 8ª ed. Van Norstrad Rienhold, 1993.
Meyer, Rudolf. Explosivos. VCH Publishers, 1992.
Porter, Samuel J. Explosivos e Agentes Explosivos, Manual de Protecção Contra Incêndios. 15ª ed., 1981.
Sickler, Robert A. Explosive Principles: Um Guia Essencial para Compreender os Explosivos e Detonações. Paladin Press, 1992.
-Douglas E. Betts