¿Podrías hacer explotar tu casa con un pedo?

¿Os lo habéis preguntado alguna vez? Yo si, muchas. Suele ser una pregunta recurrente de los que compartimos piso con una persona... cómo decirlo... flatulenta (si, eso).

A ver, os estaréis preguntando por qué he llegado a tan sesuda reflexión. Vamos por partes:
los gases malolientes que expulsamos por la retaguardia contienen metano,
el metano mezclado con el aire en la proporción adecuada es explosivo (grisú),
entonces ¿pueden los pedos explotar?

Lo que sabemos:

Un ser humano medio expulsa aproximadamente 1 litro de gas al día en forma de pedo.
Los pedos se componen de:

• nitrógeno, que ingerimos. Entre un 20 y un 90%.
• hidrógeno, hasta un 50%.
• dióxido de carbono (sí majo, sí, tu cuerpo también contribuye a las emisiones de carbono antropogénicas), entre un 10 y un 30%.
• metano, hasta un 10%.
• oxígeno, hasta un 10%.

También sabemos (al menos los mineros lo sabemos) que una mezcla de metano y aire es explosiva cuando el metano está entre el 5 y el 16% en volumen, alcanzando el máximo de explosividad (ya se que la RAE dice que este palabro no existe, pero no encuentro otra forma de decirlo) cuando está al 9%.

En el caso más favorable, el litro de pedo que nos tiramos al día contiene un 10% de metano.
¡El pedo es explosivo!
Bueno, sí y no. En ese volumen de un litro, podría serlo, aunque depende de la temperatura con la que lo iniciemos. A 1000ºC la mezcla inflamaría en un segundo, a 650ºC en 10 segundos, a 600ºC en unos minutos. Además estamos considerando la composición del pedo muy similar a la del aire.

Pero esto no quiere decir que nuestra casa vaya a explotar con ese litro de pedo.
Haciendo un cálculo rápido, imaginemos que tenemos una habitación de 8 metros cúbicos (2 m x 2 m x 2 m) y sin ventilación (esto es importante, porque si hubiera ventilación la concentración de los gases disminuiría y no tendría gracia). Ocho metros cúbicos son 8000 litros... con el litro de pedo que nos echemos no nos da ni para empezar. Tendríamos una ridícula concentración de metano de 0,00125%.

¿Cuántos pedos necesitamos para poder explotar esa habitación de 8 metros cúbicos? Pues si por cada litro tenemos 0,1 litros de metano (10%) y hemos quedado en que es explosivo... en los 8 metros cúbicos necesitamos nada menos que 800 litros de metano, que vendrían siendo unos 8000 pedos.
Ni con una buena fabada.

Conclusión: no te preocupes porque tu compañero de piso sea un pedorro, no vais a volar por los aires.

Para saber más: los pedos no huelen mal porque tengan metano en su composición.

Mineros en el espacio

Hoy os tengo que pedir un pequeño esfuerzo de imaginación.

Pensad en un futuro lo suficientemente lejano como para que las reservas de minerales más utilizados en la Tierra (tanto combustibles como no combustibles) se estén agotando.

Lanzamiento del Endeavour, de Matthew Simantov

Una escasez de hierro, caliza, titanio, níquel, pizarras, granitos, yeso, cobre... y todo lo que os podáis imaginar.

Pensad también que los viajes espaciales son no solo posibles, sino también baratos, y que las primeras colonias espaciales empiezan a fundarse.

Con todo este panorama, os imagináis que, además de buscar nuevos materiales que sustituyan a los que se acaban, estaremos buscando yacimientos en otros puntos del espacio: asteroides y planetas, principalmente.

Y aquí es donde entra la minería: ¿podría adaptarse la minería tal y como la conocemos al espacio? Pues vamos a verlo.

Los explosivos:

La primera duda que se me viene a la cabeza es si podríamos utilizar explosivos en el espacio para arrancar la roca mediante perforación y voladura.

El principal problema sería la ausencia de oxígeno, ya que una detonación no es más que (entre otras cosas) una oxidación a lo bestia.

Y he llegado a la conclusión de que sí y no se podrían utilizar los explosivos en ausencia de oxígeno.

No se podrían utilizar aquellos explosivos que tengan un balance de oxígeno negativo: esto es, que necesiten absorber oxígeno del ambiente para completar la reacción estequiométrica.

Si se podrían utilizar aquellos explosivos con un balance de oxígeno positivo: los que en su composición tienen el oxígeno necesario para completar la reacción estequiométrica.

La maquinaria de mina:

Palas, excavadoras, camiones, perforadoras...

Volvemos a tener el mismo problema que con los explosivos: la ausencia de oxígeno.

La mayoría de estas máquinas funcionan con uno o varios motores de combustión interna, luego no sería posible trabajar con ellas tal y como lo hacemos en la Tierra.

Pero si tenemos la opción de dotarlos con un sistema de propulsión que no necesite oxígeno. Motores eléctricos, por ejemplo, alimentados por baterías que se recarguen con paneles solares, como ya se hace con los vehículos enviados a Marte.

En el caso de las perforadoras en el vacío, tendríamos el problema añadido de la evacuación de los detritus de perforación. En la Tierra esto se consigue con el arrastre por agua o aire comprimido. No tenemos aire en el espacio, por lo que habría que pensar en otro sistema, quizá con otros gases que si podamos transportar u obtener a un coste bajo.

Otro inconveniente sería la gravedad cero: tanto las máquinas como el mineral se vuelven peligrosos en inmanejables.

La mano de obra:

Alguien tiene que manejar la maquinaria y coordinar la mina espacial, así que habrá que crear poblados mineros en el lugar del yacimiento, asegurando la supervivencia de los valientes mineros espaciales.

Estos poblados deberían tener, al menos, la capacidad de alimentar y mantener sanos a sus habitantes.

Si me disculpáis, voy a ir preparándome para ser astronauta, que nunca se sabe cuándo te van a necesitar para ir a reventar un asteroide (que se lo pregunten a Bruce Willis).

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.