miniatura|Símbolo eurocomunitario dos explosivos segundo a diretiva 67/548/EEC miniatura|1.25-lb M112 cargas de demolición consistentes nun C-4 explosivo de armamento degradado para destrución. Un material explosivo, chamado tamén sinxelamente explosivo, é unha substancia reactiva que contén unha gran cantidade de enerxía potencial que pode producir unha explosión se é liberada repentinamente, usualmente acompañada dunha produción de luz, calor, son, e presión nun périodo moi breve de tempo. Un explosivo é un artefacto máis ou menos sinxelo, habitualmente provisto dun mecanismo accionador e dun material que se expande. Unha carga explosiva é unha certa cantidade de material explosivo, que pode estar composto por un só ingrediente ou unha combinación de dous ou máis.
miniatura|Sinal de precaución por explosivos
Hai moitos tipos de explosivo segundo a súa composición química. En xeral, os materiais explosivos deben cumprir dúas características principais: Son quimicamente inestables. O proceso de iniciación produce unha expansión súbita do material e un cambio de presión, tipicamente acompañados dun flash e un forte ruído: a explosión.
A enerxía potencial almacenada nun material explosivo pode ser, por exemplo: enerxía química, como a nitroglicerina ou o explosión de po gas presurizado, como unha bombona de gas, lata de aerosol ou unha explosión de vapor en expansión ao ferver un líquido enerxía nuclear, como nos isótopos fisionables uranio-235 e plutonio-239
Os materiais explosivos poden clasificarse segundo a velocidade á que se expanden. Os materiais que detonan (a parte dianteira da reacción química móvese máis rápido a través do material que a velocidade do son) denomínanse "explosivos de alta potencia" e os materiais que deflagran denomínanse "explosivos de baixa potencia". Os explosivos tamén poden clasificarse segundo a súa sensibilidade. Os materiais sensibles que poden iniciarse cunha cantidade relativamente pequena de calor ou presión son primarios, e os materiais que son relativamente insensibles son secundarios ou explosivos terciarios.
Hai unha gran variedade de produtos químicos que poden estoupar, pero só uns poucos fabrícanse especificamente para ser utilizados como explosivos. O resto son demasiado perigosos, sensibles, tóxicos, caros, inestables ou propensos á descomposición ou degradación en pouco tempo.
Pola contra, algúns materiais son simplemente combustibles ou inflamables se se queiman sen estoupar. Con todo, a distinción non sempre é clara. Certos materiais —pos, gas ou líquidos orgánicos volátiles— poden ser simplemente combustibles ou inflamables en condicións normais, pero volvense explosivos en situacións ou formas específicas, como nubes dispersas no aire, confinamento ou liberación repentina.
O explosivo máis antigo coñecido é a pólvora. No século XIX inventouse a nitroglicerina, que é moi inestable, e máis tarde Alfred Nobel perfeccionouna e inventou a dinamita, que é máis estable.
Os explosivos son perigosos, e hainos de moitos tipos que se poden facer con produtos caseiros, do tipo de combinar ácido clorhídrico con ácido acetilsalicílico.
Historia miniatura|Great Western Powder Company de Toledo, Ohio, fabricante de explosivos, en 1905 As antigas armas do estilo do lume grego, antecesoras dos explosivos, teñen existido dende antigo, mais considérase que o primeiro explosivo amplamente usado en guerras e minería foi a pólvora negra, inventada na China. Durante a dinastía Tang no século IX, os alquimistas da China taoísta trataban de atopar o elixir da inmortalidade. No proceso, tropezaron coa invención da pólvora, feita de carbón, salitre e sulfuro en 1044. A pólvora foi a primeira forma de explosivo químico e contra 1161 os chineses empregaron explosivos por primeira vez en nun conflito armada. Os chineses realizaron explosivos que disparaban tubos de bambú ou bronce. Tamén inseriron ratas dentro dos tubos de bambú para lanzar contra o inimigo, creando grandes ramificacións psicolóxicas, asustando os soldados inimigos e desbocando as cabalarías. Este material era sensible á auga, e emitía unha gran cantidade de fume negro.
O primeiro explosivo versátil máis forte que a pólvora negra foi a nitroglicerina, inventada no 1847. Como a nitroglicerina era inestable, foi substituída por nitrocelulosa, pólvora sen fume, dinamita e gelignita (as dúas últimas, inventos de Alfred Nobel). Durante a primeira guerra mundial adoptouse o TNT nos proxectís de artillaría. E na segunda guerra mundial viuse un uso extensivo de novos explosivos que, con posterioridade, foron substituídos na súa maioría por explosivos modernos como o trinitrotolueno (TNT) e o C-4. Con todo, o C-4 e o PETN reaccionan co metal e prenden lume facilmente, aínda que ao contrario que o TNT, son resistente á auga e maleables.Ankony, Robert C., Lurps: A Ranger's Diary of Tet, Khe Sanh, A Shau, and Quang Tri, revised ed., Rowman & Littlefield Publishing Group, Lanham, MD (2009), p.73.
Amais, a crecente dispoñibilidade de produtos químicos ten permitido a construción de improvisados aparellos explosivos.
Tipos Química Unha explosión é un tipo de reacción química espontánea que, unha vez iniciada, é impulsada tanto por un gran cambio exotérmico (gran liberación de calor) como por un gran cambio de entropía positiva (libéranse grandes cantidades de gases) ao pasar de reactivos a produtos, constituíndo un proceso termodinamicamente favorable ademais dun que se propaga moi rapidamente. Así, os explosivos son substancias que conteñen unha gran cantidade de enerxía almacenada en enlaces químicos. A estabilidade enerxética dos produtos gasosos e, polo tanto, a súa xeración provén da formación de especies fortemente unidas como o monóxido de carbono, o dióxido de carbono e o (di)nitróxeno, que conteñen fortes enlaces dobres e triplos con forzas de enlace de case 1 MJ/mol. En consecuencia, a maioría dos explosivos comerciais son compostos orgánicos que conteñen grupos -NO2, -ONO2 e -NHNO2 que, cando son detonados, liberan gases como o mencionado (por exemplo, nitroglicerina, TNT, HMX, PETN, nitrocelulosa).W.W. Porterfield, Inorganic Chemistry: A Unified Approach, 2nd ed., Academic Press, Inc., San Diego, pp. 479–480 (1993)
Un explosivo clasifícase como un explosivo baixo ou alto segundo a súa velocidade de combustión: os explosivos baixos arden rapidamente (ou deflagran), mentres que os explosivos altos detonan. Aínda que estas definicións son distintas, o problema de medir con precisión a descomposición rápida dificulta a clasificación práctica dos explosivos.
A mecánica dos explosivos tradicionais baséase na oxidación rápida do carbono e do hidróxeno sensible aos golpes a dióxido de carbono, monóxido de carbono e auga en forma de vapor. Os nitratos normalmente proporcionan o osíxeno necesario para queimar o carbono e o hidróxeno. Os explosivos altos adoitan ter o osíxeno, o carbono e o hidróxeno contidos nunha molécula orgánica, e os explosivos menos sensibles como o ANFO son combinacións de combustible e nitrato de amonio. Pódese engadir un sensibilizador como o aluminio en po a un explosivo para aumentar a enerxía da detonación. Unha vez detonada, a porción de nitróxeno da formulación explosiva emerxe como nitróxeno gas e óxidos nítricos tóxicos. Descomposición A descomposición química dun explosivo pode tardar anos, días, horas ou unha fracción de segundo. Os procesos de descomposición máis lentos teñen lugar durante o almacenamento e só son interesantes desde o punto de vista da estabilidade. Máis interesantes son as outras dúas formas rápidas, ademais da descomposición: a deflagración e a detonación. Deflagración Na deflagración, a descomposición do material explosivo propágase mediante unha fronte de chama que se move relativamente lento a través do material explosivo, é dicir, a velocidades inferiores á velocidade do son dentro da substancia (que adoita ser superior a 340 m/s ou 340 km/h na maioría dos materiais líquidos ou sólidos). A diferenza da detonación, que se produce a velocidades superiores á do son, a deflagración é unha característica dos materiais explosivos de baixa potencia. Detonación Este termo utilízase para describir un fenómeno explosivo no que a descomposición se propaga mediante unha onda de choque que atravesa o material explosivo a velocidades superiores á velocidade do son dentro da substancia. A fronte de choque é capaz de atravesar o material altamente explosivo a velocidades supersónicas, normalmente miles de metros por segundo. Exóticos Ademais dos explosivos químicos, existen outros materiais explosivos máis exóticos e métodos exóticos para provocar explosións. Algúns exemplos son os explosivos nucleares e o quecemento brusco dunha substancia até alcanzar o estado plasma mediante un láser de alta intensidade ou un arco eléctrico.
O quecemento por láser ou por arco utilízase en detonadores láser, de ponte explosiva e de lámina explosiva, nos que se crea unha onda de choque e, a continuación, prodúcese a detonación nun material explosivo químico convencional mediante quecemento por láser ou arco eléctrico. Actualmente, a enerxía láser e a enerxía eléctrica non se utilizan na práctica para xerar a maior parte da enerxía necesaria, senón só para iniciar as reaccións.
Clasificación de substancias explosivas A clasificación das substancias explosivas de diferentes tipos pode efectuarse de moitos xeitos. Poden distinguirse explosivos químicos e exóticos.
Ademais dos explosivos químicos, hai unha serie de materiais e métodos máis exóticos de causar explosións. Algúns exemplos inclúen os explosivos nucleares e o quecemento brusco dunha substancia ata un estado de plasma cun láser de alta intensidade ou arco eléctrico.
O quecemento con láser e arco úsase en detonadores láser, detonadores de cables de ponte en explosión e iniciadores de follas explosivas, onde se crea unha onda de choque e despois a detonación nun material químico explosivo convencional mediante o quecemento de arco láser ou eléctrico. Actualmente a enerxía eléctrica e láser non se usa na práctica para xerar a maior parte da enerxía requirida, senón só para iniciar reaccións.
Hai tres formas principais aceptadas de xeito xeral para clasificar os explosivos: por natureza, por sensibilidade e por utilización. Máis aínda, na clasificación é moi difícil e é frecuente atopar tipoloxías con base nun un grupo químico funcional e en nomes comerciais cando se trata de mesturas de substancias explosivas.
Substancias explosivas segundo a súa natureza explosiva
Deflagrantes
Son os explosivos nos que a reacción iníciase por mecanismos químicos tradicionais: activación termocinética. A velocidade destes no supera a velocidade do son (medida no medio explosivo, xa que, ó ser sólido ou líquido, é moi superior á do aire). A barreira do son modula a enerxía cedida, de xeito que non son moi potentes. O seu interese é pequeno: pirotecnia e algunhas aplicacións nas que se require baixa potencia.
Os propelentes considéranse subgrupo dos explosivos deflagrantes.
Exemplos: Pólvora negra Outras pólvoras ou explosivos que usan de oxidante o Nitrato de Potasio e o Clorato de Potasio polo xeral son deflagrantes.
Detonantes
A reacción neste grupo autoabastécese por unha onda de choque, supersónica (no medio que percorre), que activa ó explosivo ó ir chegando ó lugar no que está. Pola alta velocidade de reacción, son explosivos moi potentes. Nesta clase pódense incluír tódalas substancias explosivas seguintes:
Substancias explosivas por sensibilidade
Primarios