ESPLOSIVI

ESPLOSIVI (XIV, p. 354; App. II, 1, p. 874)

Durante il decennio 1949-59 nessun nuovo esplosivo è stato introdotto nell'impiego pratico, è continuata invece la selezione degli esplosivi già in uso con conseguente eliminazione di quelli considerati non più adeguati alle attuali esigenze industriali o militari. Inoltre, alcuni composti - comparsi in tempi relativamente recenti, come l'etilendinitrammina - si sono dimostrati non rispondenti alle aspettative e incapaci di fare una seria concorrenza agli e. già affermatisi da tempo nei varî campi d'impiego.

Il tritolo (TNT) conserva l'importanza acquistata da decennî, sia nell'impiego da solo, quanto associato - con funzioni di "veicolo" attivo - ad altri composti esplosivi o comburenti e a polveri metalliche. Tale grande versatilità fa sì che non esista un'arma esplosiva tradizionale dove il TNT non sia o non possa esser impiegato: non si prevede, anzi, che esso possa essere vantaggiosamente sostituito.

L'acido picrico e il suo sale ammonico (esplosivo "D" degli Americani), per quanto abbiano dovuto da tempo rinunciare a condurre una seria concorrenza al TNT, conservano ancora la loro importanza; l'impiego di questi due nitroaromatici resta comunque circoscritto al caricamento di proiettili d'artiglieria.

Il tetryl, come esplosivo di scoppio - specialmente da solo - ha trovato sempre scarso impiego (limitato al caricamento di proiettili di piccolo calibro); rimane invece di operante importanza come esplosivo innescante nelle carichette secondarie dei detonanti e nei detonatori, specialmente nel munizionamento dei paesi anglosassoni.

Il T. 4 (o esogeno) - entrato in uso nell'intervallo tra la prima e la seconda guerra mondiale, dopo che per merito di tecnici italiani (primo fra tutti L. Avogadro di Cerrione) era stato trovato un procedimento industriale di fabbricazione conveniente - si è ormai nettamente affermato sul suo diretto concorrente, nel campo dei superdirompenti: la pentrite. Esso non solo ha definitivamente dimostrato di essere il complemento ideale del TNT, in quanto suo attivatore, ma - convenientemente "emmatizzato" con sostanze di natura cerosa - costituisce da solo cariche compresse per proiettili d'artiglieria di piccolo e medio calibro. Sempre attivo il suo impiego allo stato puro come carichetta secondaria dei detonanti.

La pentrite (NP) non ha acquisito, come esplosivo di scoppio, quella importanza che era stata preconizzata al suo primo apparire. Le cause per le quali ha dovuto cedere di fronte al T 4 sono: la minore stabilità: la maggiore sensibilità e la minore versatilità. A quest'ultimo riguardo si fa notare che la NP ha una parziale incompatibilità col TNT ed è incapace di formare esplosivi "plastici" - o "stucchi esplosivi" - che sono stati, invece, una delle realizzazioni più importanti cui si è potuto giungere nel caso del T 4.

L'altra e più recente concorrente del T 4, l'etilendinitramina (o e.d.n.a.), malgrado taluni pregi (come il basso costo e la non forte sensibilità), ha il grave difetto di essere un pseudo-acido (pH = 3,67 per una soluzione circa N/25 a 20 °C) e, come tale, di intaccare i metalli con dannose ovvie conseguenze durante l'impiego. È pertanto da ritenere che la relativamente vasta fabbricazione dell'e.d.n.a. fatta dagli Americani durante la seconda guerra mondiale sia dovuta non a particolari pregi tecnici di questo nuovo esplosivo, ma a considerazioni di carattere contingente ed economico.

Se il decennio 1949-1959 non ha portato alcun nuovo esplosivo unitario, ha visto sviluppare nuove possibilità di sfruttamento dei composti e delle miscele già esistenti, attraverso geniali adattamenti ed accompagnamenti. In questo senso il composto che si è maggiormente affermato - specialmente nel campo civile - è stato il nitrato ammonico anche perché esso (a parità di potenziale) ha un costo più basso di tutti gli altri esplosivi.

I grandi disastri accaduti a Texas City e Brest provocati dal nitrato ammonico fertilizzante hanno richiamato l'attenzione sulle miscele relativamente insensibili di tale sale ossidante con olî carburanti e con nero fumo (carbon black) per l'impiego in cariche a grande diametro. I tecnici delle miniere di ferro di Mesabi Range (Minnesota) hanno scoperto recentemente che potevano ottenere buoni effetti di scoppio in fori di mina del diametro di 20-25 cm impiegando miscele non incartucciate di nitrato ammonico ed olio minerale. Così, ora, si è diffuso il sistema di creare fornelli di mina versando nel foro preventivamente praticato un sacchetto di 35 kg di nitrato ammonico, seguìto da 3,5-4 litri di olio combustibile. In realtà, il nitrato ammonico puro è già capace di propagare l'esplosione in cariche di largo diametro (10-15 cm ed oltre), purché macinato abbastanza finemente e fortemente innescato. La capacità di lavoro del nitrato ammonico puro è, però, soltanto un terzo di quella di una miscela nitrato ammonico-carburante ad esatto bilancio d'ossigeno. Inoltre, si è notato che nelle cariche a grande diametro non è necessario un intimo mescolamento fra nitrato ammonico e carburante per rendere sfruttabile per lo meno la maggior parte dell'economico alto potenziale di tali miscele.

La sensibilizzazione del nitrato ammonico è strettamente legata al calore che può essere sviluppato dalla sua esplosione e, perciò, ai prodotti di detonazione nei primi stadî della reazione: è stato notato che nelle miscele di nitrato ammonico e paraffina il massimo della sensibilità si riscontra coll'1±0,5% di paraffina.

Le possibilità d'impiego del nitrato ammonico erano, fino a poco tempo fa, sensibilmente ostacolate dalla tendenza di questo sale ad ammassarsi in blocchi alquanto duri, ciò che ne limitava sia la conservazione che l'impiego. Di recente si è riusciti ad attenuare decisamente tale difetto trattando il nitrato ammonico con minime percentuali (per es. 0,03%) di alcune sostanze tensioattive del tipo dei coloranti solfonati (rosso Magenta). La funzione di queste sostanze è quella di modificare i processi di ricristallizzazione interna che sono alla base del detto fenomeno d'ammassamento.

Nuove possibilità d'impiego si sono aperte al nitrato ammonico dalle cosiddette miscele esplosive poltigliose - costituite da questo sale, TNT e acqua - che hanno già trovato larga applicazione in lavori subacquei. È stato riscontrato che la quantità d'energia ottenibile da una poltiglia contenente 40 parti di TNT, 40 parti di nitrato ammonico e 20 parti d'acqua è del 5% superiore a quella della miscela a parti uguali dei due componenti esplosivi in assenza d'acqua e ciò malgrado la perdita di calore dovuta alla vaporizzazione dell'acqua. Il fatto si spiega tenendo conto che i gas d'esplosione provenienti dalla "poltiglia" hanno una densità più elevata di quelli generati dalla miscela secca: questa maggiore pressurizzazione dei varî equilibrî gassosi apporta un guadagno d'energia (che tradotto in pressione specifica rappresenta un incremento del 56%) sufficiente a compensare largamente la suddetta perdita.

Un potenziamento di questi esplosivi - che vengono chiamati "compatibili con l'acqua" - è stato conseguito sfruttando la reazione dell'alluminio (in polvere) con l'acqua. Tale reazione, fortemente esotermica, permette di ricavare da una miscela 50/50 di alluminio ed acqua 1.760 kcal/kg: ciò corrisponde a 3.520 kcal/kg di alluminio che è press'a poco 2,5 volte il calore generato da ugual peso di una dinamite 60%. La citata miscela da sola non può detonare sotto alcun innescamento; è, invece, possibile far detonare miscele di nitrato ammonico-alluminio-acqua contenenti il 20% di acqua in cariche di grande diametro. Ciò si ottiene predisponendo condizioni tali da permettere di far entrare nella miscela polverulenta di nitrato ammonico ed alluminio soltanto la voluta quantità d'acqua, cioè circa il 12%. Per esempio, se una miscela di nitrato ammonico ed alluminio secca o contenente un po' d'acqua viene incartucciata ad una predeterminata densità ed immersa in acqua o meglio posta in un involucro che permetta soltanto una lenta penetrazione dell'acqua e ne ritardi contemporaneamente e sufficientemente la diffusione dalla miscela "soluzione satura-miscela solida" verso l'esterno, la risultante poltiglia potrà detonare producendo notevoli effetti di scoppio. Il valore del potenziale esplosivo di queste miscele è illustrato dal fatto che il calore d'esplosione della miscela 50/30/20 di nitrato ammonico-alluminio-acqua è di circa 1660 kcal/kg e quello di una miscela 40/40/20 è di circa 2100 kcal/kg che rappresenta probabilmente il limite pratico massimo per tali esplosivi d'impiego subacqueo.

Una valutazione dell'attuale importanza relativa dei singoli esplosivi di scoppio può desumersi dai dati statistici recentemente raccolti negli S. U. A. che permettono di compilare il seguente elenco in ordine decrescente d'impiego per scopi militari (1) e civili (2):

Fra gli ingredienti non esplosivi usati in miscela con i precedenti un'analoga statistica ha dato il seguente risultato:

Moderni procedimenti industriali nella fabbricazione e manipolazione degli esplosivi. - I procedimenti di fabbricazione degli e. hanno continuato a progredire allo scopo di conseguire non soltanto una riduzione dei costi, ma anche - e, in taluni casi, soprattutto - una maggiore sicurezza nelle lavorazioni. Sotto quest'ultimo aspetto si deve ricordare la sempre maggior tendenza ad adottare sistemi di fabbricazione continui. Mentre nessun importante polverificio è privo di impianto per la nitrazione continua della glicerina, si stanno introducendo anche per il TNT sistemi analoghi. Gli impianti per la produzione del T. 4 sono tutti a funzionamento continuo e sono pure in funzione metodi di nitrazione della cellulosa basati su criterî di continuità di operazione.

Comandi a distanza, automatismi e apparecchiature di TV industriale completano il quadro dei sistemi di sicurezza in modo tale che infortunî singoli e disastrosi incidenti sono sempre meno numerosi nella industria degli esplosivi.

Lo sviluppo delle applicazioni di alta precisione e i più vasti impieghi tecnici degli e. hanno accresciuto la necessità di una preparazione sempre più precisa delle cariche di scoppio. Grandi progressi sono stati conseguiti nella normalizzazione della composizione, della omogeneità e della densità delle medesime: molti di questi procedimenti sono d'interesse militare e pertanto sono tenuti segreti. Si sa tuttavia che sono state molto sfruttate le tecniche del vuoto nella preparazione delle cariche ottenute per fusione; in alcuni casi si è giunti perfino a scegliere e a ricavare al tornio le parti migliori di una colata dopo controllo ai raggi X.

Nuovì usi degli esplosivi. - Un nuovo impiego degli esplosivi che ha acquistato interesse in questi ultimi tempi è quello della formatura dei pezzi metallici realizzata facendo scoppiare o deflagrare apposite cariche sui pezzi da lavorare con l'interposizione di un adatto fluido (aria o acqua). Le lavorazioni nelle quali si è introdotta tale nuova tecnica sono l'imbutitura, la bombatura e la trafilatura ed è in sperimentazione il suo impiego anche nella sinterizzazione delle polveri metalliche. A seconda dei casi, si possono impiegare gli esplosivi di lancio o quelli di scoppio e le cariche possono variare da 1 a oltre 100 g. Come materiali per la costruzione degli stampi si possono usare leghe tipo Kayen, resine epossidiche, calcestruzzo e gesso per lavorazioni in piccola serie e acciai autotemprati per forti serie. Con gli e. è possibile ottenere anche l'incrudimento dei metalli col vantaggio di poter indurre rapidamente nei pezzi un grado d'incrudimento localizzato in zone non sempre facilmente accessibili con gli usuali sistemi.

Bibl.: M. A. Cook, The Science of high explosives, New York 1958.