Chimica degli esplosibvi

[Balthasar]

Ho letto della differenza fra una FAE ed un esplosivo come il TNT, e l'articolo dice che la FAE ha più potere calorifico.

Qualcuno mi sa spiegare perché?

[falcone]

Non portandosi dietro il comburente, l'energia sprigionata in rapporto al peso dell'ordigno è enorme. La cosa pare sia stata ispirata a degli incidenti avvenuti nell'industria petrolchimica, con esplosioni paurose causate da banali nuvole di idrocarburi che si erano miscelati ben bene con l'aria. L'ossido di acetilene è la sostanza più usata e ha una capacità pari a 2-5 volte rispetto al TNT. Ma il rapporto può arrivare anche a 10:1 rispetto al TNT se si usano: ossido di propilene; l'acetilene; il propano il perossido acetico; il propilene.

Non conosco il dato specifico della temperatura. Mi risulta che il primo elemento interessante sia la pressione non tanto la temperatura.

La temperatura è un attimo e potrebbe anche non danneggiare molto. La pressione in quell'attimo se distrugge ha fatto il suo. Penso che un soldato sotto una FAE venga trovato anche carbonizzato. Dubito che questo possa avvenire a quelle distanze alle quali la FAE è ancora in grado di distruggere un edificio. Il TNT è un dignitoso esplosivo ma non ha paragoni con quello che può fare una FAE.

Una bomba al metano di soli 500 kg può generare una sovrapressione di 0.9 kg per cm quadrato su un raggio di 200 metri e di 0,42 a 300 metri. Un edificio in mattoni cede a 0,35 kg per cm quadrato.

La BLU 73B di 227 chili ha 3 contenitori di ossido di acetilene che creano un aerosol di 15 metri con una sovrapressione di circa 20 kg per cm quadrato sulla somità della nuvola.

Calorifico era inteso proprio in termini di temperatura o semplicemente di energia?

[Balthasar]

Wow, grazie!

 

Quindi se ho capito bene, il TNT ha ossigeno e azoto all'interno della sua struttura, quindi a parità di peso ha meno atomi di combustibile, giusto?

 

Giorgio Ferrari però nell'articolo specifica che le pressioni generate da esplosivi ad alto potenziale sono maggiori rispetto a quelle delle armi termobariche, dato che sviluppano meno energia ma in un intervallo di tempo ridottissimo, mentre le FAE ne sviluppano di più, ma anche in più tempo (quindi la forza media sarà minore).

 

Giusto?

[falcone]

Si ma l'energia totale in rapporto al peso sarà comunque superiore, e di parecchio. Siccome l'arco temporale nel quale si sviluppa la pressione di una FAE è comunque ridottissimo, i materiali non è che abbiamo sempre tutto questo tempo per "scaricare e assorbire" l'onda di pressione.

Dipende dal tipo di bersaglio e dalle sue caratteristiche fisiche nonchè dalle condizioni operative.

Con edifici "un po' rinforzati" in cemento armato le FAE servono il giusto. Meglio un centro pieno con alto esplosivo, magari con penetrazione e scoppio ritardato.

Viceversa non conosco esplosivi, nucleare a parte, che con poche centinaia di kg tirano giù una casa in muratura a quelle distanze. E si parla di sostanze esplodenti abbastanza banali, metano, acetilene ecc.

Fai mente locale alle colonne irakene in fuga dal Kuwait. Molte bombe furono FAE. Un villaggio occupato da guerriglieri può essere spianato da una sola grossa bomba, se come succede spesso ci se ne frega dei civili. Gli ordigni termobarici possono essere usati anche al chiuso, senza lancio. Vedi Tora Bora e i Talebani.

Il problema vero delle FAE è quello del funzionamento un po' incerto con una gestione dell'aerosol tutt'altro che semplice. Molto all'ingrosso: la bomba si muove ad una certa velocità (inevitabile ma sarebbe meglio fosse ferma), un ordigno al suo interno scoppia e fa in modo che si generi l'aerosol. Alcuni istanti dopo un secondo ordigno, quando teoricamente l'aerosol ha il giusto rapporto stechiometrico, innesca il botto finale. Semplice a dirsi, non a farsi.

Meglio gli esplosivi più classici in quasi tutti gli usi ma in alcuni casi le FAE sono superiori, e di parecchio.

[Flaggy]

Vorrei precisare che c'è una distinzione precisa tra testate FAE e testate termobariche.

Sono entrambe sistemi volumetrici, ma si basano su un principio differente e differenti sono gli effetti.

 

Nelle FAE si hanno due esplosioni, la prima che disperde gas o esplosivi solidi o liquidi, la seconda che innesca l'esplosione dell'aerosol che crea una palla di fuoco a oltre 1300 gradi e una sovrappressione che annienta infrastrutture relativamente leggere e personale non protetto su una vasta area.

 

Le testate termobariche hanno invece meccanismi ed effetti sul bersaglio quasi all'opposto. Come funzionamento la testata termobarica è piu' simile all'esplosivo convenzionale, ma con velocità di detonazione notevolmente inferiore, data dalla particolare composizione chimica e dalla povertà di ossigeno (che richiede in gran parte l'apporto di quello esterno per completare la combustione).

L'esplosione è infatti unica ma, invece di generare una grandissima sovrapressione di picco per un breve istante (da cui gli effetti dirompenti dell'esplosivo convenzionale), genera una minore sovrapressione ma per un tempo maggiore.

In entrambi i casi questa fase è seguita da una in cui la pressione cala a valori inferiori a quelli atmosferici e che causa un flusso d'aria inverso che distrugge tutto quello che si trova davanti.

Nelle testate termobariche anche questa fase è molto più lunga. Il risultato è una sfera di fuoco molto più grande.

Pur quindi con minori capacità di frammentazione, rispetto a un esplosivo convenzionale e minore portata rispetto ad una FAE a causa della bassa sovrapressione generata, ciononostante le testate termobariche producono una sfera di fuoco e onde d'urto in grado di procedere dietro gli angoli e penetrare dove i frammenti delle testate convenzionali o l'aerosol delle FAE non può entrare. La pressione e il calore prodotti sono micidiali per il personale che si trova in un ambiente chiuso.

Di qui l'ampio uso di testate termobariche nelle grotte afghane...

[Balthasar]

Ho anche sentito dire che recenti studi provano danni maggiori per il corpo umano quando il tempo di esposizione alla pressione è maggiore, seppur con una forza minore (RID, articolo sulle termobariche).

 

è giusto?

[Flaggy]

Ho anche sentito dire che recenti studi provano danni maggiori per il corpo umano quando il tempo di esposizione alla pressione è maggiore, seppur con una forza minore (RID, articolo sulle termobariche).

 

è giusto?

Direi che le cariche termobariche hanno come principale effetto il calore e la detonazione stessa (con ciò che ne consegue su persone o cose).

L'effetto della detonazione può andare molto più lontano della palla di fuoco, specie se in ambienti chiusi, dove le onde di pressione vengono riflesse dalle pareti, interferendo tra loro e dando origine a picchi ancor più elevati di pressione e violente variazioni della stessa.

Le lesioni alle persone sono determinate sia dai picchi di pressione (più elevati sono maggiori sono i danni) che dal loro sviluppo nel tempo (durata inclusa).

In generale le termobariche provocano picchi di pressione bassi compensati da tempi lunghi, ma in ambienti chiusi, possono essere elevatissimi gli uni e gli altri.

 

Insomma sono armi terribili...

Quell'articolo di RID era molto approfondito...e crudo...Penso quindi non sia necessario scendere in ulteriori dettagli...