C-4 (explosivo)
Variedad de explosivos plásticos
C-4
Bloques de C-4 cortados a medida durante una sesión de entrenamiento de demostración, mostrando el material explosivo plástico blanco
TipoExplosivo químico de alto rendimiento
Lugar de origenEstados Unidos
Historial de servicio
Utilizado porEstados Unidos
GuerrasGuerra de Vietnam
Guerra contra el terrorismo
2022 Invasión rusa de Ucrania
Historial de producción
Diseñado1956
Producido1956-actualidad
VariantesPE-4, M112
Especificaciones (M112)
Masa1,25 libras (0,57 kg) [1]
Longitud11 pulgadas (28 cm) [1]
Ancho2 pulgadas (5,1 cm) [1]
Altura1,5 pulgadas (3,8 cm) [1]
RellenoRDX
Peso de llenado91%

Mecanismo de detonación
Cordón detonante basado en PETN
Rendimiento de la explosiónAlto

El C-4 o Composición C-4 es una variedad común de la familia de explosivos plásticos conocida como Composición C , que utiliza RDX como agente explosivo . El C-4 está compuesto de explosivos, aglutinante plástico, plastificante para hacerlo maleable y, por lo general, un marcador o sustancia química odorizante . El C-4 tiene una textura similar a la arcilla para modelar y se puede moldear en cualquier forma deseada. El C-4 es relativamente insensible y solo se puede detonar mediante la onda de choque de un detonador o detonador.

Un explosivo plástico británico similar, también basado en RDX pero con un plastificante diferente al utilizado en la Composición C-4, se conoce como PE-4 (Explosivo Plástico Nº 4).

Desarrollo

El C-4 es un miembro de la familia de explosivos químicos de la Composición C. Las variantes tienen diferentes proporciones y plastificantes e incluyen las composiciones C-2, C-3 y C-4. [3] El material original basado en RDX fue desarrollado por los británicos durante la Segunda Guerra Mundial y rediseñado como Composición C cuando se introdujo en el ejército estadounidense. Fue reemplazado por la Composición C-2 alrededor de 1943 y luego rediseñado alrededor de 1944 como Composición C-3. La toxicidad del C-3 se redujo, la concentración de RDX se incrementó, lo que le dio una mayor seguridad durante el uso y el almacenamiento. La investigación sobre un reemplazo para el C-3 comenzó antes de 1950, pero el nuevo material, C-4, no comenzó la producción piloto hasta 1956. [4] : 125  C-4 fue presentado para patente como "Propelente sólido y un proceso para su preparación" el 31 de marzo de 1958, por la Phillips Petroleum Company . [5]

Características y usos

Composición

La composición C-4 utilizada por las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos contiene un 91% de RDX ("Research Department Explosive", una nitroamina explosiva ), ligada por una mezcla de 5,3% de sebacato de dioctilo (DOS) o adipato de dioctilo (DOA) como plastificante (para aumentar la plasticidad del explosivo), espesada con 2,1% de poliisobutileno (PIB, un caucho sintético ) como aglutinante , y 1,6% de un aceite mineral a menudo llamado "aceite de proceso". En lugar de "aceite de proceso", se utiliza aceite de motor de baja viscosidad en la fabricación de C-4 para uso civil. [6]

El PE4 británico consta de 88,0 % de RDX, 1,0 % de dioleato de pentaeritrita y 11,0 % de grasa de litio DG-29 (que corresponde a 2,2 % de estearato de litio y 8,8 % de aceite mineral BP ) como aglutinante; se añade un marcador (2,3-dimetil-2,3-dinitrobutano, DMDNB ) en un mínimo de 0,10 % en peso del explosivo plástico, normalmente en 1,0 % en masa. El PE7 más nuevo consta de 88,0 % de RDX, 1,0 % de marcador DMDNB y 11,0 % de un aglutinante compuesto de polibutadieno con terminación en hidroxilo de baja masa molecular , junto con un antioxidante y un agente que evita el endurecimiento del aglutinante tras un almacenamiento prolongado. El PE8 se compone de 86,5% de RDX, 1,0% de marcador DMDNB y 12,5% de un aglutinante compuesto de sebacato de di(2-etilhexilo) espesado con poliisobutileno de alta masa molecular.

A continuación se presentan los datos técnicos según el Departamento del Ejército para la composición C-4. [7]

Densidad máxima teórica de la mezcla, gramos por centímetro cúbico1,75
Densidad nominal , gramos por centímetro cúbico1.72658
Calor de formación , calorías por gramo.−32,9 a −33,33
Calor máximo de detonación con agua líquida, kilocalorías por gramo1,59 (6,7 MJ/kg)
Calor máximo de detonación con agua gaseosa, kilocalorías por gramo1,40 (5,9 MJ/kg)
Restos plásticos sin exudación, Celsius−57 a +77
Presión de detonación con densidad de 1,58 gramos por centímetro cúbico, kilobares257

Fabricar

El C-4 se fabrica combinando los ingredientes anteriores con aglutinantes disueltos en un disolvente . Una vez que se han mezclado los ingredientes, el disolvente se extrae mediante secado y filtrado. El material final es un sólido con un color blanco sucio a marrón claro, una textura similar a la masilla, similar a la arcilla para modelar, y un olor distintivo a aceite de motor. [7] [8] [9] Dependiendo de su uso previsto y del fabricante, existen diferencias en la composición del C-4. Por ejemplo, un manual técnico del ejército de EE. UU. de 1990 estipuló que la composición de clase IV C-4 consta de 89,9 ± 1 % de RDX, 10 ± 1 % de poliisobutileno y 0,2 ± 0,02 % de tinte que a su vez está compuesto de 90 % de cromato de plomo y 10 % de negro de humo . [7] Las clases de RDX A, B, E y H son todas adecuadas para su uso en C-4. Las clases se miden por granulación. [10]

El proceso de fabricación de la Composición C-4 especifica que el RDX húmedo y el aglutinante plástico se añaden en un recipiente mezclador de acero inoxidable. Esto se denomina proceso de recubrimiento con suspensión acuosa. [11] El recipiente se agita para obtener una mezcla homogénea. Esta mezcla está húmeda y debe secarse después de transferirla a las bandejas de secado. Se recomienda secar con aire forzado durante 16 horas a 50 °C a 60 °C para eliminar el exceso de humedad. [7] : 198 

El C-4 producido para uso militar de los EE. UU., el C-4 comercial (también producido en los Estados Unidos) y el PE-4 del Reino Unido tienen cada uno sus propias propiedades únicas y no son idénticos. Se ha demostrado que las técnicas analíticas de espectrometría de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X discriminan diferencias finitas en diferentes fuentes de C-4. Las diferencias químicas, estructurales morfológicas y la variación en las concentraciones atómicas son detectables y definibles. [12]

Detonación

Una detonación dentro de un contenedor de basura resistente a explosiones utilizando una gran carga explosiva C-4

El C-4 es muy estable e insensible a la mayoría de los impactos físicos. No puede detonarse con un disparo ni dejándolo caer sobre una superficie dura. No explota cuando se prende fuego ni se expone a microondas . [13] La detonación solo puede iniciarse mediante una onda de choque , como cuando se dispara un detonador insertado en él. [8] Cuando detona, el C-4 se descompone rápidamente para liberar nitrógeno, agua y óxidos de carbono , así como otros gases. [8] La detonación se produce a una velocidad explosiva de 8092 m/s (26 550 pies/s). [14]

Una ventaja importante del C-4 es que se puede moldear fácilmente en cualquier forma deseada para cambiar la dirección de la explosión resultante. [8] [15] El C-4 tiene una gran capacidad de corte. Por ejemplo, el corte completo de una viga en I de 36 centímetros (14 pulgadas) de profundidad requiere entre 680 y 910 g (1,50 y 2,01 libras) de C-4 cuando se aplica correctamente en láminas delgadas. [16]

Forma

El C-4 de grado militar se suele envasar como bloque de demolición M112 . La carga de demolición M112 es un bloque rectangular de Composición C-4 de aproximadamente 51 mm x 38 mm (2 x 1,5 pulgadas) y 280 mm (11 pulgadas) de largo, con un peso de 570 g (1,25 libras). [1] [17] El M112 está envuelto en un contenedor de película de Mylar de color oliva con una cinta adhesiva sensible a la presión en una superficie. [18] [19]

Los bloques de demolición M112 de C-4 se fabrican comúnmente en el "conjunto de carga de demolición" M183, [17] que consta de 16 cargas de demolición en bloque M112 y cuatro conjuntos de cebado empaquetados dentro de un estuche de transporte militar M85. El M183 se utiliza para abrir brechas en obstáculos o demoler estructuras grandes donde se requieren cargas de bolsa más grandes . Cada conjunto de cebado incluye un cordón detonante de cinco o veinte pies (1,5 o 6,1 m) de longitud ensamblado con clips de cordón detonante y tapado en cada extremo con un amplificador. Cuando se detona la carga, el explosivo se convierte en gas comprimido. El gas ejerce presión en forma de onda de choque, que derriba el objetivo cortándolo, abriéndolo o craterizándolo. [1]

Otras formas incluyen la carga lineal de limpieza de minas y la mina Claymore M18A1 . [11]

Seguridad

La composición C-4 existe en la Hoja de Datos de Seguridad de Componentes Peligrosos del Ejército de los EE. UU. en la hoja número 00077. [20] : 323  Las pruebas de impacto realizadas por el ejército de los EE. UU. indican que la composición C-4 es menos sensible que la composición C-3 y es bastante insensible. La insensibilidad se atribuye al uso de una gran cantidad de aglutinante en su composición. Se dispararon una serie de tiros a viales que contenían C-4 en una prueba conocida como "la prueba de la bala del rifle". Solo el 20% de los viales se quemaron y ninguno explotó. Si bien el C-4 pasó las pruebas de impacto de bala y de impacto de fragmentos del Ejército a temperatura ambiente, falló las pruebas de estímulo de choque, detonación simpática y chorro de carga hueca . [11] Se realizaron pruebas adicionales, incluida la "prueba de fricción del péndulo", que midió una temperatura de explosión de cinco segundos de 263 °C a 290 °C. La carga de iniciación mínima requerida es de 0,2 gramos de azida de plomo o 0,1 gramos de tetril . Los resultados de la prueba de calor a 100 °C son: pérdida de 0,13 % en las primeras 48 horas, ninguna pérdida en las segundas 48 horas y ninguna explosión en 100 horas. La prueba de estabilidad al vacío a 100 °C produce 0,2 centímetros cúbicos de gas en 40 horas. La composición C-4 es esencialmente no higroscópica . [7]

La sensibilidad al impacto del C-4 está relacionada con el tamaño de las partículas de nitramina. Cuanto más finas sean, mejor ayudarán a absorber y suprimir el impacto. El uso de 3-nitrotriazol-5-ona (NTO) o 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenceno (TATB) (disponible en dos tamaños de partícula (5 μm, 40 μm)), como sustituto del RDX, también puede mejorar la estabilidad a los estímulos térmicos, de choque y de impacto/fricción; sin embargo, el TATB no es rentable y el NTO es más difícil de usar en el proceso de fabricación. [11]

Valores de pruebas de sensibilidad
informados por el Ejército de los EE. UU. [20] : 311, 314 
Prueba de impacto con peso de 2 kilogramos / PA APP (% TNT)>100
Prueba de impacto con peso de 2 kilogramos / BM APP (% TNT)—
Prueba de fricción del péndulo , porcentaje de explosiones0
Prueba de bala de rifle , porcentaje de explosiones20
Prueba de temperatura de explosión , Celsius263 a 290
Carga detonante mínima, gramo de azida de plomo0,2
Brisance medido por prueba de arena (% TNT)116
Brisance medido mediante prueba de abolladura de placa115 a 130
Tasa de detonación a densidad1,59
Tasa de detonación metros por segundo8000
Porcentaje de prueba del péndulo balístico130

Análisis

Toxicidad

El C-4 tiene efectos tóxicos en los seres humanos cuando se ingiere. En pocas horas se producen múltiples convulsiones generalizadas, vómitos y cambios en la actividad mental. [21] Se observa una fuerte relación con la disfunción del sistema nervioso central . [22] Si se ingiere, se puede administrar a los pacientes una dosis de carbón activo para adsorber algunas de las toxinas, y haloperidol por vía intramuscular y diazepam por vía intravenosa para ayudar al paciente a controlar las convulsiones hasta que hayan pasado. Sin embargo, no se sabe que la ingestión de pequeñas cantidades de C-4 cause ningún deterioro a largo plazo. [23]

Investigación

Si el C-4 está marcado con un marcador , como DMNB , se puede detectar con un detector de vapor explosivo antes de que haya sido detonado. [24] Se puede utilizar una variedad de métodos para el análisis de residuos explosivos para identificar el C-4. Estos incluyen el examen con microscopio óptico y la microscopía electrónica de barrido para explosivos sin reaccionar, pruebas de manchas químicas, cromatografía de capa fina , cristalografía de rayos X y espectroscopia infrarroja para productos de la reacción química explosiva. Las partículas pequeñas de C-4 se pueden identificar fácilmente mezclándolas con cristales de timol y unas gotas de ácido sulfúrico . La mezcla se volverá de color rosa al agregar una pequeña cantidad de alcohol etílico. [25]

El RDX tiene una alta birrefringencia y los otros componentes que se encuentran comúnmente en C-4 son generalmente isotrópicos ; esto hace posible que los equipos de ciencia forense detecten residuos traza en las yemas de los dedos de personas que pueden haber estado recientemente en contacto con el compuesto. Sin embargo, los resultados positivos son muy variables y la masa de RDX puede oscilar entre 1,7 y 130  ng ; cada análisis debe manejarse individualmente utilizando un equipo de aumento. Las imágenes de luz polarizada cruzada obtenidas del análisis microscópico de la huella dactilar se analizan con un umbral de escala de grises [26] para mejorar el contraste de las partículas. Luego, el contraste se invierte para mostrar partículas oscuras de RDX contra un fondo claro. Se han medido los números relativos y las posiciones de las partículas de RDX a partir de una serie de 50 huellas dactilares dejadas después de una sola impresión de contacto. [27]

El C-4 militar y comercial se mezcla con diferentes aceites. Es posible distinguir estas fuentes analizando este aceite mediante cromatografía de gases de alta temperatura-espectrometría de masas . El aceite y el plastificante deben separarse de la muestra de C-4, generalmente utilizando un solvente orgánico no polar como el pentano seguido de una extracción en fase sólida del plastificante sobre sílice. Este método de análisis está limitado por la variación en la fabricación y los métodos de distribución. [6]

Usar

Guerra de Vietnam

Los soldados estadounidenses durante la era de la Guerra de Vietnam a veces usaban pequeñas cantidades de C-4 como combustible para calentar raciones, ya que ardería a menos que se detone con un explosivo primario . [8] Sin embargo, la quema de C-4 produce humos venenosos y se advierte a los soldados sobre los peligros de lesiones personales al usar el explosivo plástico. [28]

Entre las tropas de campaña en Vietnam se volvió de conocimiento común que la ingestión de una pequeña cantidad de C-4 produciría un " subidón " similar al del etanol. [23] [21] Otros ingerían C-4, comúnmente obtenido de una mina Claymore , para inducir una enfermedad temporal con la esperanza de ser enviados a licencia por enfermedad. [29]

Uso en terrorismo

Los grupos terroristas han utilizado C-4 en todo el mundo en actos de terrorismo e insurgencia, así como en terrorismo interno y terrorismo de Estado .

El 13 de mayo de 1985, el Departamento de Policía de Filadelfia lanzó una bomba C-4 sobre la casa de la organización MOVE , [30] matando a once personas, incluidos cinco niños, y destruyendo 61 casas en dos manzanas de la ciudad.

La composición C-4 se recomienda en el plan de estudios tradicional de entrenamiento en explosivos de Al Qaeda . [9] En octubre de 2000, el grupo utilizó C-4 para atacar al USS Cole , matando a 17 marineros. [31] En 1996, los terroristas de Hezbolá saudí utilizaron C-4 para hacer estallar las Torres Khobar , un complejo de viviendas militares estadounidenses en Arabia Saudita . [32] La composición C-4 también ha sido utilizada en dispositivos explosivos improvisados ​​por insurgentes iraquíes . [9]

  • Inserción de un detonador en un bloque de C-4 para prepararlo para la detonación
    Inserción de un detonador en un bloque de C-4 para prepararlo para la detonación
  • El envoltorio del C-4 envasado indica que ha sido etiquetado para facilitar su detección. Incluso si no se utiliza ningún etiquetador, se pueden emplear medios forenses sofisticados para identificar la presencia de C-4.
    El envoltorio del C-4 envasado indica que ha sido etiquetado para facilitar su detección . Incluso si no se utiliza ningún etiquetador, se pueden emplear medios forenses sofisticados para identificar la presencia de C-4.
  • Inserción de detonadores en bloques de explosivo C-4 (abajo) que se utilizan para destruir componentes de artillería sin explotar (cilindros)
    Inserción de detonadores en bloques de explosivo C-4 (abajo) que se utilizan para destruir componentes de artillería sin explotar (cilindros)
  • Una carga de demolición que se ensambla a partir de múltiples cartuchos de C-4
    Una carga de demolición que se ensambla a partir de múltiples cartuchos de C-4


Véase también

Referencias

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Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Explosivo C-4 .
  • Artículo archivado de HowStuffWorks
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  • Enciclopedia de explosivos y artículos relacionados, volumen 3 (archivada)
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  • Ficha técnica del bloque de demolición M112 de American Ordnance Archivado
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