Breve historia de la dinamita

Muchos mineros estarán de acuerdo (y si no lo están ya pueden empezar a corregirme en los comentarios) si digo que la dinamita es en la actualidad uno de los explosivos imprescindibles tanto en minería a cielo abierto como en interior.

Pero la dinamita no siempre estuvo a nuestra disposición o, al menos, no tal y como la conocemos ahora.

Lo que pretendo con este breve artículo es hablaros sobre el descubrimiento de la dinamita.

Para empezar, tened en cuenta que antes del descubrimiento de la dinamita el explosivo preferido para la minería era la pólvora negra.

La pólvora negra no es más que una mezcla tricomponente de un comburente – el nitrato potásico o sódico – y dos oxidantes – carbón vegetal y azufre -.

Se utilizaba tanto para la minería como para la apertura de caminos y túneles.

Pero con la llegada a mediados del siglo XIX de los explosivos rompedores, y entre ellos la dinamita, el uso de la pólvora se redujo mucho. Si bien es cierto que la pólvora se sigue utilizando en nuestros días para esos mismos fines, en voladuras con necesidades especiales.

No podríamos hablar del descubrimiento de la dinamita sin hablar antes de sus dos componentes principales: la nitrocelulosa y la nitroglicerina.

A principios del siglo XIX se iniciaron los trabajos que hicieron posible la incorporación del oxígeno a las moléculas de sustancias orgánicas, que dio sus frutos en el descubrimiento de la nitroglicerina y la nitrocelulosa.

Nitroglicerina

La nitroglicerina, de fórmula química C₃H₅N₃O₉, fue descubierta por Ascanio Sobrero en 1847. Pero lamentablemente se perdió el interés por sus propiedades explosivas – las que más tarde la harían el explosivo más importante de todos los conocidos y el que fue capaz de cambiar las normas de explotación en canteras y minas – al comprobar su peligrosidad en el transporte y manejo.

La nitroglicerina es un líquido viscoso, transparente y muy sensible al impacto – basta una energía de 0,3 Joules para hacerla detonar, e incluso menos si existen burbujas -.

Después de mediados de siglo, enterándose Alfred Nobel del descubrimiento de Sobrero, se retomó el interés en la nitroglicerina como explosivo industrial.

Al principio se usó la nitroglicerina en estado líquido, pero como ya se ha dicho, en este estado es muy sensible al impacto, por lo que estos primeros intentos estuvieron sembrados de graves accidentes. Tanto es así, que en uno de esos accidentes murió el hermano menor del propio Nobel, lo que provocó la prohibición de la fabricación de la nitroglicerina en Suecia durante un tiempo.

Alfred Nobel

Pero ni la muerte de su hermano frenó a Nobel, que siguió con sus estudios, inventando en 1867 dos productos que revolucionarían la técnica de los explosivos: los detonadores (de los que no voy a hablar ahora) y la dinamita.

El descubrimiento de la dinamita fue totalmente fortuito.

La nitroglicerina se transportaba en recipientes de acero, colocados en carros de madera y mantenidos en posición vertical en un lecho de kieselguhr – o tierra de diatomeas -.

En uno de los transportes, un recipiente lleno de nitroglicerina se agrietó, vertiéndola sobre la tierra de diatomeas, donde quedó absorbida.

Nobel comprobó que la pasta formada por la nitroglicerina y la tierra de diatomeas conservaba las propiedades explosivas, pero era menos sensible al impacto y se podía transportar y manejar con mayor seguridad.

Hecho este descubrimiento, lo patentó en 1867 con el nombre de Dynamite. Esta Dynamite era una mezcla del 75% nitroglicerina y 25% kieselguhr.

Pero Nobel no se detuvo ahí, y siguió estudiando la manera de hacer la dinamita más barata y más segura.

El siguiente paso fue sustituir el kieselguhr por nitratos (oxidantes) y combustibles, reduciendo el contenido en nitroglicerina y aumentando así la estabilidad del explosivo. A estos productos les llamó dinamitas de base activa, y eran más potentes que la mezcla inicial que patentó.

Nitrocelulosa

Y ahora es cuando entra en juego la nitrocelulosa, descubierta por Schönbein en 1846. Su aspecto es fibroso, muy similar al de la celulosa de partida, y de color blanco.

Nobel descubrió en 1875 la solubilidad de la nitrocelulosa en nitroglicerina, dando lugar a las gelatinas explosivas o gomas – goma pura -, el explosivo industrial más potente conocido hasta la fecha, del que derivan todas las gomas actuales, como la goma 2 por ejemplo.

La composición de la goma pura es de 93% nitroglicerina y 7% nitrocelulosa.

Nobel todavía fue más allá, y en 1888 hizo otro descubrimiento: la pólvora de doble base o balistita, compuesta por nitrocelulosa (45%), nitroglicerina (45%) y alcanfor.

Los descubrimientos de Nobel fueron tan importantes que cambiaron radicalmente la forma de explotar una mina. Los explosivos industriales prácticamente no evolucionaron desde sus descubrimientos hasta los años sesenta, solamente en la tecnología de fabricación.

¿Y cómo es la dinamita en la actualidad?

Pues como ya había observado Nobel, la mezcla de nitroglicerina y celulosa o goma pura resultaba muy cara y demasiado potente para la mayoría de las aplicaciones industriales, lo que le llevó a aplicar los mismos principios que en las dinamitas de base activa, en este caso para disminuir la potencia.

Esta reducción de potencia la consiguió añadiendo mezclas oxidantes y combustibles, obteniendo un balance de oxígeno equilibrado – el balance de oxígeno relaciona el oxígeno que contiene el explosivo con el oxígeno estequiométrico necesario para la reacción de descomposición, si el balance de oxígeno es equilibrado quiere decir que el oxígeno que contiene el explosivo en su composición es suficiente para oxidar completamente el resto de componentes de la mezcla -. Esta mezcla de oxidantes y combustibles mantenía la consistencia gelatinosa y las propiedades explosivas aún con proporciones bajas de nitroglicerina (en torno al 25%).

Nobel ya comprobó que, con un combustible apropiado, la potencia de la mezcla podría llegar al 65% de la goma pura.

Un explosivo gelatinoso con el 40% de nitrogelatina (nitroglicerina + nitrocelulosa) y el 60% de mezcla nitrato amónico – combustible, alcanza una potencia próxima al 80% de la goma pura. Esto quiere decir que se reduce sensiblemente el coste en materias primas y la potencia disminuye apenas un 20%, suficiente para las aplicaciones industriales en que se utiliza.

Por lo tanto, hoy en día prácticamente todos los explosivos gelatinosos llevan en su composición nitrato amónico, debido a su mayor potencia a igualdad de contenido en nitroglicerina comparado con otros oxidantes.

Corrección: Me dicen los que saben, que hoy en día se utiliza glicol y no glicerina en la nitración, luego la pasta se formaría con nitroglicol, C₂H₄N₂O₆ , y nitrocelulosa. Me dicen también que es para ahorrar costes, pero principalmente porque el nitroglicol tiene un punto de congelación más bajo que la nitroglicerina, es más estable al impacto, más volátil y como tiene un peor olor es más fácil de detectar si se producen vertidos. Gracias ATuin. 

Reseña: Los productos naturales ¡vaya timo!

¿Lo natural es mejor? Con esta pregunta se podría resumir todo el libro; y la respuesta sería “depende”.

Pese a ser una sociedad tecnológica, tendemos a creer que todo lo artificial es malo para nosotros, y que lo natural solo puede ser bueno. Porque la naturaleza solo quiere nuestro bien, ¿no? Pues mira tu, no.

Esto es, a grandes rasgos, lo que nos quiere decir José Miguel Mulet en su libro, Los productos naturales ¡vaya timo! de la editorial Laetoli (echad un vistazo a la colección ¡Vaya timo!).

El libro tiene apenas 150 páginas, con un estilo de escritura sencillo y que engancha desde la primera página.

Estructurado en siete capítulos, se encarga de desmontar todos y cada uno de los mitos más populares sobre alimentación natural, transgénicos, medicina natural y… ¡sí! energía natural (aquí me voy a detener más adelante).

Alimentación natural:

Los alimentos de producción ecológica no tienen por qué ser mejores que los procedentes de cultivos mayoristas.

Los tomates ecológicos no saben mejor por ser ecológicos. El tomate sabe mejor cuanto menos tiempo pasa desde su recogida hasta su consumo. Por eso los tomates de la ensalada que prepara mi madre saben mejor que los del super: porque ella los coge de la planta, los lava e inmediatamente después nos los comemos. Y aún así, los tomates de mi huerto no se considerarían ecológicos, porque están tratados para que no se los coman los bichos. ¡Ja!

Los (temidos) transgénicos:

Si piensas que eres capaz de vivir sin transgénicos estás muy equivocado: cuando te vistes, pagas con un billete, tomas medicamentos o te lavas con jabón, estás utilizando transgénicos. ¿Cómo se te queda el cuerpo?

Medicina natural:

Siguiendo con “lo natural es lo mejor”, ¿por qué no aplicarlo también a la medicina?

¿Por qué vacunar a nuestros hijos con productos químicos (¡y transgénicos!) pudiendo dejar que desarrollen la inmunidad a una enfermedad por sí mismos (o muriendo en el intento), contagiando así al resto de niños de su colegio y ayudando a que enfermedades casi erradicadas vuelvan a brotar con más violencia?

¿Por qué tengo que fiarme de un señor que ha estado estudiando la carrera de medicina durante, al menos, seis años; en vez de fiarme de un señor con túnica y sandalias marrones que me promete que me curará con agua, sin efectos secundarios?

No seguiré comentando el resto de capítulos, no quiero destriparos el libro, pero sí recomiendo su lectura, tanto si estás de acuerdo, como si no te decides (si crees fervientemente en la religión eco, probablemente eches espumarajos por la boca en la segunda página, soy de la opinión de que al creyente no se le convence con argumentos racionales).

Lo que sí me vais a permitir es que comente más a fondo el ultimo capítulo, dedicado a la energía natural.

Energía natural: renovables, fósiles y otras bestias

Cuando se habla de combustibles fósiles, no se cae en la cuenta de que realmente también son recursos renovables: provienen de la energía del Sol. Las plantas, mediante la fotosíntesis, producen materia orgánica, que se almacena y transforma en carbon, petróleo o gas tras miles de años. El proceso en sí es renovable, pero se explota a una velocidad mayor de la que se produce, con lo cual no se puede reponer.

Para solucionar esto, aparecieron los biocombustibles, procedentes de cultivos energéticos. Pero pronto quedó demostrado que suponían nuevos problemas: el encarecimiento de ciertos alimentos, problemas ecológicos por las plantaciones salvajes y, uno de los más importantes: el hecho de que muchos biocombustibles necesitaban más energía para su producción de la que producían una vez refinados.

Entrando en las energías renovables de verdad, Mulet se centra en la solar y la eólica.

Y empieza con una frase que no es del todo cierta: 

“En rigor, salvo la energía nuclear, la maremotriz y la geotérmica, todas las energías provienen de la energía solar.” 

De acuerdo con la nuclear y la geotérmica, pero la maremotriz también proviene del Sol.

La energía maremotriz consiste en el aprovechamiento de las mareas: se construyen diques que se llenan en pleamar y se vacían cuando baja la marea, la energía se produce por turbinado, similar la las centrales hidroeléctricas.

Pero las mareas no solo dependen de la Luna y la morfología del terreno, sino que también están influenciadas por fenómenos atmosféricos como tormentas. Luego la energía maremotriz también proviene indirectamente del Sol.

Por otra parte, hablando ya de energía nuclear, me llama la atención lo siguiente: 

“Si analizamos el coste, el impacto ambiental y las emisiones de CO₂ a la atmósfera, la única energía que se plantea como solución inmediata a la dependencia de los combustibles fósiles es la energía nuclear.”

Lo que tanto critica en los párrafos anteriores sobre los recursos no renovables que se emplean en la construcción y puesta en marcha de plantas solares y eólicas, parece que en este apartado se le olvida, y el uranio se obtiene sin impacto ambiental ni consumo de fósiles.

Pues bien, la minería del uranio es tan destructiva como la minería de carbon a cielo abierto, añadiendo además los peligros de la radiación.

Camiones, palas excavadoras y maquinaria de mina, también consumen combustibles fósiles, que hay que sumar a las emisiones de CO₂ totales.

La industria de concentración y enriquecimiento de uranio también es consumidora intensiva de energía, por lo que también hay que sumar ese carbono que se invierte en la obtención de uranio fisible.

Por otra parte, una vez el combustible está gastado, requiere una serie de tratamientos, transportes e infraestructuras de almacenamiento que también precisan de energía fosil para llevarse a cabo.

Estoy de acuerdo con la idea principal de que la energía nuclear es necesaria a día de hoy y que podría ayudarnos en una transición a un modelo energético menos dependiente de carbón y petroleo, pero los argumentos utilizados no son los mejores para defender esa idea, ya que me parecen demasiado fácilmente refutables.

Para terminar, y a pesar de los palos que le acabo de dar, recomiendo la lectura de Los productos naturales ¡vaya timo! Así como la lectura de su blog homónimo, también a cargo de Mulet (también le podéis seguir en Twitter, en @jmmulet).

He de decir que tuve el enorme placer de conocer a Mulet en el alucinante congreso Amazings Bilbao 2011, donde me firmó el libro y mantuvimos conversaciones muy interesantes, no solo sobre transgénicos y energía.