Dinamite: História, Usos e Segurança em Demolição e Mineração

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Introdução e Matérias-Primas

Dinamite é um explosivo comercial usado principalmente para demolição e mineração. Inventada em 1866 por Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), é mais precisamente descrita como embalagem de nitroglicerina, líquido explosivo altamente venenoso, ou outros compostos voláteis como nitrato de amônio sensibilizado. Dinamites podem ser embaladas em cargas medidas, transportadas facilmente, e, com detonador adequado, explodidas com segurança. Como uma explosão de dinamite cria uma "chama fria", que é menos propensa a inflamar misturas de metano e poeira de carvão presentes em minas, dinamites são frequentemente usadas em operações de mineração de carvão.

História

Alfred Nobel, seu pai Immanuel, e irmão mais novo Emil começaram experimentando com nitroglicerina perto de Estocolmo em 1862. Descoberta pelo químico italiano Ascario Sobrero em 1846, nitroglicerina era altamente instável e difícil de manusear, e explosões acidentais não eram incomuns. Um tal acidente matou Emil, entre outros, em uma fábrica em 1864. Apesar da tragédia pessoal, Alfred continuou seu trabalho com este líquido perigoso, trabalhando em um barco no meio de um lago antes de conduzir experimentos em uma fábrica. Em 1866 descobriu que misturar nitroglicerina com kieselguhr (terra diatomácea) estabilizava e reduzia a volatilidade do explosivo. Terra diatomácea é formada por restos fósseis de plâncton unicelular chamado diatomáceas, e o resultado é material absorvente que "absorve" a nitroglicerina. Alfred nomeou o produto "dinamite" — derivado do grego "dynamis" significando "poder" — e recebeu patente para o processo em 1867. Nobel desenvolveu vários outros explosivos e propelentes, incluindo pólvora sem fumaça ballistite. Detinha mais de 355 patentes e sua fortuna considerável forneceu base financeira para o Prêmio Nobel, concedido "àqueles que, durante o ano anterior, conferiram o maior benefício à humanidade".

Dinamite é classificada como Explosivo Secundário de Alta Potência, o que significa que um detonador de Explosivo Primário ou Iniciador de Alta Potência (fulminato de mercúrio, por exemplo) é utilizado para detonar a carga principal. Dinamite é considerada explosivo comercial, ao contrário de explosivos TNT (trinitrotolueno), considerados munições militares. O primeiro uso em larga escala de dinamite para fins de construção foi na criação do Túnel Hoosac, concluído em 1876.

Design do Processo e Instalações

Fabricação de dinamite é altamente regulada e o processo estritamente controlado para prevenir detonações acidentais. Equipamentos usados são especialmente projetados para reduzir exposição da mistura a calor, forças de compactação ou fontes de ignição. Rolamentos nos misturadores de produto, por exemplo, são montados fora do quadro do aparelho para prevenir contato com mistura explosiva. Edifícios e áreas de armazenamento (chamados paióis) são construídos a grandes distâncias de outras estruturas e com sistemas especializados de aquecimento, ventilação e elétricos. Estes edifícios são "endurecidos" com telhados e paredes A fabricação de dinamite pode ser descrita como a embalagem segura de nitroglicerina, um líquido explosivo altamente venenoso. à prova de balas e extensos sistemas de segurança. Outras precauções importantes incluem sistemas de inspeção rigorosos que garantem mistura, classificação, embalagem e controle de inventário corretos. Funcionários também são altamente treinados para trabalhar com explosivos, e precauções especiais de saúde são requeridas. Exposição a nitroglicerina comumente produz dores de cabeça latejantes, embora imunidade aos efeitos tóxicos possa se desenvolver. Curiosamente, nitroglicerina também é usada na medicina para tratar algumas formas de angina e outros males. No corpo, age como vasodilatador e relaxa tecido muscular.

O Processo de Fabricação

O processo começa com o líquido composto como nitroglicerina (óleo explosivo), uma substância "dope", e um antiácido. Dinitrato de glicol etileno, compondo aproximadamente 25-30% do óleo explosivo, é usado para deprimir o ponto de congelamento da nitroglicerina. Isso permite que a dinamite seja usada com segurança em baixas temperaturas. De fato, nitroglicerina em estado semi-congelado com líquido e sólido presentes é na verdade mais sensível e instável que estado congelado ou líquido sozinho. Nesse estado semi-sólido, nitroglicerina é extremamente perigosa de manusear.

Mistura do Óleo

• 1 O óleo explosivo é cuidadosamente adicionado a um misturador mecânico, onde é absorvido pelo "dope", que pode ser terra diatomácea (agora não mais usada), polpa de madeira, serragem, farinha, amido, e/ou outras substâncias carbonáceas e combinações de substâncias.

Neutralização da Acidez

• 2 Aproximadamente 1% de antiácido como carbonato de cálcio ou óxido de zinco é adicionado para neutralizar qualquer acidez presente no dope. A mistura é monitorada cuidadosamente e quando o nível correto de ingrediente é atingido, a mistura está pronta para embalagem nas várias formas. Este processo produz o que é termed "dinamite reta", em que o dope não contribui para a força explosiva da dinamite. Por exemplo, dinamite reta 40% contém 40% nitroglicerina e 60% dope; dinamite reta 35% contém 35% nitroglicerina e 65% dope. Em alguns casos, nitrato de sódio é misturado com o dope, que atua como oxidante e dá força adicional ao explosivo.

Embalagem da Dinamite

• 3 A aparência da dinamite tipicamente se assemelha a um cartucho redondo aproximadamente A aparência da dinamite tipicamente se assemelha a um cartucho redondo aproximadamente 1,25 polegadas de diâmetro e 8 polegadas de comprimento. O invólucro de parafina protege a dinamite da umidade e, sendo um hidrocarboneto combustível, contribui para a reação explosiva. 1,25 polegadas (3,2 cm) de diâmetro e 8 polegadas (20 cm) de comprimento. Este tipo é produzido prensando a mistura de dinamite em tubo de papel selado com parafina. O invólucro de parafina protege a dinamite da umidade e, sendo um hidrocarboneto combustível, contribui para a reação explosiva. Dinamite também pode existir em muitas outras formas, de tamanhos menores de cartuchos para trabalho de demolição especializado a grandes cargas de 10 polegadas (25 cm) de diâmetro usadas para operações de mineração a céu aberto em larga escala. Regulamentos limitam o comprimento destas grandes cargas a 30 polegadas (76 cm) e peso a 50 libras (23 kg). Dinamite também está disponível como pó em saco e em forma gelatinizada para uso subaquático.

Dinamites também são feitas usando outras substâncias além de nitroglicerina. Por exemplo, substituindo maior porção do óleo explosivo com nitrato de amônio pode aumentar a força explosiva da dinamita. Esta forma de dinamite é referida como dinamite de amônia.

Controle de Qualidade

Medição precisa de força da dinamite e testes por detonação asseguram desempenho seguro do explosivo. Força relativa da dinamite é graduada por comparação à dinamite reta e pela porcentagem de peso do óleo explosivo. Por exemplo, dinamite de amônia é comparada à dinamite reta e graduada de acordo. Cinquenta por cento dinamite de amônia é igual em força explosiva a 50% dinamite reta. Neste caso, o "50%" reflete a comparação de força em vez do conteúdo explosivo.

Após fabricação e teste de lote da dinamite, é dispensada para o local de trabalho sob rigorosas regulamentações de transporte e armazenamento.

Aplicação

O breve exemplo a seguir é um de muitos cenários para aplicação adequada de dinamite. Deve ser notado que ninguém exceto especialista certificado em detonação com procedimentos e equipamentos corretos deve tentar detonar dinamite.

Neste exemplo, uma formação rochosa deve ser detonada para dar lugar a projeto de construção. Primeira etapa no procedimento de detonação é determinar tamanho da carga por vários meios, incluindo tabelas, cálculos e experiência do detonador. Exame próximo da área afetada e terreno circundante é feito para determinar zona segura. Sinais são colocados a mínimo de 1000 pés (305 m) fora da zona segura para alertar público da detonação. Transmissores de rádio são desligados e travados para prevenir disparo acidental de detonadores elétricos. A carga é então retirada do paiol e transportada ao local da detonação usando caminhões fechados e seguros. Detonadores são trazidos ao local em veículo separado.

As cargas são descarregadas e colocadas nos furos de detonação perfurados na formação rochosa. Elas deslizam no furo por pressão de ar ou por compactação com hastes de madeira ou plástico. O detonador toma grande cuidado para que os fios condutores aos detonadores sejam curto-circuitados juntos até que todas as cargas tenham sido colocadas. Isso fornece caminho de curto-circuito para a fiação que previne ignição acidental. Apenas o detonador tem permissão para fazer conexões elétricas finais ao interruptor principal de disparo.

Durante este tempo, um intervalo de 5 pés (1,5 m) na fiação imediatamente à frente do interruptor principal é usado como "intervalo de raio", outra prática de segurança para eliminar possibilidade de eletricidade estática detonando as cargas. Uma vez que toda preparação para a detonação está completa, buzina de aviso soa série de explosões de um minuto antes do sinal de detonação. Neste momento, conexões finais ao interruptor de disparo são feitas. A um minuto da detonação, série de toques curtos de buzina são soados. O detonador então destrava o interruptor principal e detona as cargas. Após a explosão, todos os circuitos elétricos para equipamento de detonação são mais uma vez travados em posições seguras, e a área é inspecionada para cargas que falharam e segurança geral. Um toque prolongado de buzina sinaliza tudo limpo.

Subprodutos/Resíduos

Fabricação e uso de explosivos contribuem com alguma medida de resíduos perigosos ao meio ambiente. Nitroglicerina produz vários subprodutos tóxicos como ácidos, cáusticos, e óleos contaminados com metais pesados. Estes devem ser descartados adequadamente por neutralização ou estabilização e transportados para aterro de resíduos perigosos. Uso de explosivos cria grandes quantidades de poeira e particulado da explosão, e, em alguns casos, libera amianto, chumbo, e outros materiais perigosos na atmosfera. Também, explosões não controladas ou mal calculadas podem romper tanques e dutos próximos, liberando seus conteúdos no meio ambiente também.

O Futuro

Desde seu desenvolvimento nos anos 1950, formas avançadas de explosivos plásticos e cargas moldadas substituíram dinamite. Estes explosivos agora são referidos como agentes de detonação, já que sua estabilidade é melhorada e requerem primer mais potente para detonar. Um dos agentes de detonação mais comuns é ANFO, ou nitrato de amônio e óleo combustível. ANFO é prontamente disponível, consideravelmente mais barato que dinamite, e pode ser misturado no local. No entanto, equipes de demolição de concreto requerendo cargas relativamente pequenas ainda usam dinamite como agente de detonação.