SCIENZE - ARMI - GLI ESPLOSIVI

PRESENTAZIONE

Con il termine esplosivi si indicano tutte quelle sostanze capaci di subire una trasformazione chimica caratterizzata da un'altissima velocità di reazione e accompagnata da sviluppo di gas o di vapori. In base alla velocità di propagazione della combustione, gli esplosivi si dividono in deflagranti (con velocità dell'ordine di alcune centinaia di metri al secondo con sviluppo di pressioni dell'ordine di 2000-4000 atmosfere, ossia da duemila a quattromila volte la normale pressione dell'aria al suolo) e detonanti (con velocità dell'ordine di 1-10 chilometri al secondo e sviluppo di pressioni intorno alle duecentomila atmosfere).
Le miscele altamente infiammabili, comunemente impiegate in tempo di guerra in Europa per lo meno dal 500 a.C. e in Cina, con certezza dal decimo secolo d.C. e con ogni probabilità molto prima, divennero sempre più efficaci col diffondersi dell'uso delle catapulte e di simili mezzi meccanici di propulsione di grossi proiettili. Il famoso fuoco greco, che ebbe un ruolo così importante nella difesa dell'Impero Bizantino a partire dal settimo secolo, non aveva una formula precisa, ma suo ingrediente fondamentale e segreto era, a quanto pare, la nafta, altamente infiammabile. Sembra che verso l'undicesimo secolo i Cinesi fossero a conoscenza del fatto che tali miscele si possono rendere ancora più infiammabili per aggiunta di salnitro, poiché questo, riscaldato, produce ossigeno. Non è chiaro se queste nozioni ispirassero o no le formule delle polveri da sparo che più tardi divennero d'uso comune in Occidente, ma è sicuro che verso il 1300 circa miscele di salnitro, zolfo e carbone di legno erano note per la preparazione delle polveri per le artiglierie e, più tardi, per le armi da fuoco più piccole. Dei tre ingredienti nominati, lo zolfo e il carbone erano facilmente reperibili. Per il salnitro, invece, si presentavano maggiori difficoltà, poiché non si disponeva d'un materiale di partenza puro. La fonte più comune era la terra tratta da stalle, porcili e simili, nella quale esso si forma per azione batterica sul letame. La miscela dei tre ingredienti era difficile da tenere e pericolosa. Difficile perché essa doveva risultare uniforme e ben dosata, pericolosa perché il riscaldamento della polvere durante la mescolazione poteva causare un'esplosione: per ridurre questo pericolo, durante la miscelazione la polvere era mantenuta umida.

GLI ESPLOSIVI MODERNI

Fino alla metà del diciannovesimo secolo la polvere da sparo rimase l'unico potente esplosivo utilizzato per applicazioni civili e militari. Seguendo l'uso che già se ne faceva sul continente, la polvere pirica fu impiegata in Inghilterra per il brillamento delle mine per la prima volta nel 1670 circa, e nelle miniere di Cornovaglia regolarmente dal 1689.
Il rischio connesso con il suo impiego fu in parte eliminato quando William Bickford nel 1831 inventò la miccia di sicurezza.
Poco prima della metà del secolo, C. F. Schönbein scopri che trattando la cellulosa con acido nitrico si ottiene una sostanza altamente infiammabile ed esplosiva. Nel 1846 si trasferì in Inghilterra e, in società con la ditta John Hall & Sons, iniziò a Faversham la fabbricazione del fulmicotone, così chiamato poiché il cotone era il materiale cellulosico di partenza. L'anno seguente una disastrosa esplosione pose fine all'impresa e analoghe sfortunate esperienze in Europa provocarono un generale senso di sfiducia verso la nitroglicerina, che il chimico italiano A. Sobrero aveva scoperto pure nel 1846. Fu Alfred Nobel che per primo dimostrò la possibilità di rendere sicuro l'uso della nitroglicerina facendola assorbire da una specie di sabbia nota come kieselguhr (terra di infusori): il nuovo prodotto fu chiamato dinamite. Anche se poteva venir manipolata con sicurezza prendendo ragionevoli precauzioni, la dinamite esplodeva violentemente se veniva a contatto con un detonatore quale il fulminato di mercurio. Questa scoperta diede luogo al considerevole sviluppo dell'industria degli esplosivi. Nel 1875 Nobel inventò la gelatina esplosiva, che consisteva in nitroglicerina con una piccola aggiunta di cotone collodio; difficoltà tecniche gli impedirono però di realizzarne subito la fabbricazione industriale, che potè iniziare una decina di anni più tardi.
La nitroglicerina per esplosivi si otteneva trattando la glicerina (sottoprodotto della fabbricazione del sapone) con una miscela di acido solforico e acido nitrico concentrati. Era pertanto un'operazione pericolosa, poiché il calore stesso della reazione poteva far esplodere la miscela, che doveva quindi essere mantenuta assolutamente fredda. Da principio la fabbricazione era eseguita a mano su piccoli quantitativi, ma verso il 1880 se ne iniziò la fabbricazione su vasta scala. Le fabbriche di nitroglicerina venivano di solito costruite nelle vicinanze di alture, affinché il movimento dei liquidi avvenisse per gravità, evitando il rischio che del materiale esplosivo rimanesse nelle pompe. Benché tutte queste precauzioni non bastassero a rendere completamente sicura la fabbricazione della nitroglicerina, se ne ridussero notevolmente i rischi. Verso il 1875 furono emanate, prima in Inghilterra, poi in altri Paesi, leggi a protezione delle condizioni di lavoro degli addetti alla fabbricazione degli esplosivi.
Nel frattempo si sviluppava la fabbricazione del fulmicotone, che non ebbe basi soddisfacenti finché, nel 1866, Frederick Abel dimostrò che la stabilità del prodotto finale dipendeva dalla completa rimozione di tutte le tracce degli acidi solforico e nitrico usati nella sua preparazione: il solo modo di ottenerla era di macerare il prodotto in modo da farlo compenetrare completamente dall'acqua di lavaggio.
Il primo impiego di questi nuovi potenti esplosivi si ebbe nelle miniere e nelle cave, ma ben presto l'attenzione si volse alla possibilità di utilizzarli come propellenti per le armi da fuoco.
Fin dal 1846 Schönbein aveva dimostrato la possibilità di usare il fulmicotone come propellente senza fumo per i proiettili d'artiglieria. Nel 1864 si cominciò a produrre una polvere senza fumo per armi da fuoco mediante la nitrazione del legno, ma non fu che una ventina di anni più tardi, quando la polvere B. apparve in Francia e la balistite fu prodotta da Nobel, che la nitroglicerina e la nitrocellulosa divennero importanti per l'industria della munizioni. La polvere B. era formata per il 70% da fulmicotone fabbricato nel solito modo e per il 30% dal cosiddetto fulmicotone solubile, ottenuto eseguendo la nitrazione con una percentuale minore di acido nitrico. La balistite consisteva in una miscela di nitroglicerina e di fulmicotone solubile insieme con un po' di canfora. Si trovò in seguito che la balistite era soggetta a deterioramento durante il magazzinaggio, a causa dell'evaporazione della canfora, e si studiò la cordite, che contiene uno stabilizzante a base di gelatina di petrolio. Il solo altro potente esplosivo di una certa importanza, introdotto prima della fine del diciannovesimo secolo, fu l'acido pirico. Benché fosse noto fin dal 1788, passò più di un secolo prima che venisse usato come esplosivo per proiettili.
Tutti questi potenti esplosivi differiscono dalla polvere pirica nel metodo di detonazione. Mentre la polvere da sparo esplode semplicemente per applicazione su una fiamma nuda, la detonazione della nitrocellulosa e della nitroglicerina deve avvenire per percussione. Il mezzo usuale è rappresentato da una capsula contenente una piccolissima quantità di esplosivo più sensibile.
L'innesco d'uso più comune è il fulminato di mercurio, ottenuto trattando una soluzione di mercurio in acido nitrico concentrato con alcool: esso esplode facilmente col percussore di una carabina o di un fucile e la sua detonazione provoca a sua volta l'esplosione del contenuto della cartuccia.
Alfred Nobel (1833-1896)

Affresco raffigurante la preparazione della polvere da sparo


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