Termita
Composición pirotécnica de polvo metálico, que sirve como combustible, y óxido metálico.

Una mezcla de termita que utiliza óxido de hierro (III)

La termita ( / ˈθɜːrm aɪt / ) [1] es una composición pirotécnica de polvo metálico y óxido metálico . Cuando se enciende por calor o reacción química , la termita sufre una reacción de reducción-oxidación ( redox) exotérmica . La mayoría de las variedades no son explosivas, pero pueden crear breves ráfagas de calor y alta temperatura en un área pequeña. Su forma de acción es similar a la de otras mezclas de combustible-oxidante, como la pólvora negra .

Las termitas tienen composiciones diversas. Los combustibles incluyen aluminio , magnesio , titanio , zinc , silicio y boro . El aluminio es común debido a su alto punto de ebullición y bajo costo. Los oxidantes incluyen óxido de bismuto (III) , óxido de boro (III) , óxido de silicio (IV) , óxido de cromo (III) , óxido de manganeso (IV) , óxido de hierro (III) , óxido de hierro (II, III) , óxido de cobre (II) y óxido de plomo (II, IV) . [2] En un estudio termoquímico que comprendió veinticinco metales y treinta y dos óxidos metálicos, 288 de 800 combinaciones binarias se caracterizaron por temperaturas adiabáticas superiores a 2000 K. [3] Combinaciones como estas, que poseen el potencial termodinámico para producir temperaturas muy altas, ya se sabe que son reactivas o son sistemas termíticos plausibles.

La reacción, también llamada proceso Goldschmidt , se utiliza para la soldadura con termita , que suele emplearse para unir vías de ferrocarril . Las termitas también se han utilizado en el refinado de metales, la desactivación de municiones y en armas incendiarias . Algunas mezclas similares a la termita se utilizan como iniciadores pirotécnicos en fuegos artificiales .

Reacciones químicas

Reacción de termita con óxido de hierro (III). Las chispas que salen volando son glóbulos de hierro fundido que dejan una estela de humo a su paso.

En el siguiente ejemplo, el aluminio elemental reduce el óxido de otro metal , en este ejemplo común el óxido de hierro , porque el aluminio forma enlaces más fuertes y estables con el oxígeno que el hierro:

Fe 2 O 3 + 2 Al → 2 Fe + Al 2 O 3

Los productos son óxido de aluminio , hierro elemental [4] y una gran cantidad de calor . Los reactivos suelen estar en polvo y mezclados con un aglutinante para mantener el material sólido y evitar la separación.

Se pueden utilizar otros óxidos metálicos, como el óxido de cromo, para generar el metal en cuestión en su forma elemental. Por ejemplo, una reacción de termita de cobre que utiliza óxido de cobre y aluminio elemental se puede utilizar para crear uniones eléctricas en un proceso llamado cadwelding , que produce cobre elemental (puede reaccionar violentamente):

3 CuO + 2 Al → 3 Cu + Al 2 O 3

Las termitas con partículas de tamaño nanométrico se describen mediante una variedad de términos, como compuestos intermoleculares metaestables, supertermita, [5] nanotermita , [6] y materiales energéticos nanocompuestos. [7] [8] [9]

Historia

La patente alemana original para la termita fue otorgada a la firma Th. Goldschmidt.

La reacción de la termita ( en alemán : Thermit ) fue descubierta en 1893 y patentada en 1895 por el químico alemán Hans Goldschmidt . [10] [11] Por ello, a veces se la denomina «reacción de Goldschmidt» o «proceso Goldschmidt». Goldschmidt estaba interesado originalmente en producir metales muy puros evitando el uso de carbono en la fundición , pero pronto descubrió el valor de la termita en la soldadura . [12]

La primera aplicación comercial de la termita fue la soldadura de vías de tranvía en Essen en 1899. [13]

Tipos

Una reacción de termita que tiene lugar en una sartén de hierro fundido.

El óxido de hierro rojo (III) (Fe 2 O 3 , comúnmente conocido como óxido ) es el óxido de hierro más común utilizado en la termita. [14] [15] [16] El óxido de hierro negro (II, III) (Fe 3 O 4 , magnetita ) también funciona. [17] Ocasionalmente se utilizan otros óxidos, como MnO 2 en la termita de manganeso, Cr 2 O 3 en la termita de cromo, SiO 2 (cuarzo) en la termita de silicio u óxido de cobre (II) en la termita de cobre, pero solo para fines especializados. [17] Todos estos ejemplos utilizan aluminio como metal reactivo. Los fluoropolímeros se pueden utilizar en formulaciones especiales, siendo el teflón con magnesio o aluminio un ejemplo relativamente común. El magnesio/teflón/vitón es otro pirolante de este tipo. [18]

Las combinaciones de hielo seco (dióxido de carbono congelado) y agentes reductores como magnesio, aluminio y boro siguen la misma reacción química que las mezclas tradicionales de termita, produciendo óxidos metálicos y carbono. A pesar de la muy baja temperatura de una mezcla de termita de hielo seco, un sistema de este tipo es capaz de encenderse con una llama. [19] Cuando los ingredientes están finamente divididos, confinados en un tubo y armados como un explosivo tradicional, esta criotermita es detonable y una parte del carbono liberado en la reacción emerge en forma de diamante . [20]

En principio, se podría utilizar cualquier metal reactivo en lugar del aluminio, pero esto no se hace con frecuencia, ya que las propiedades del aluminio son casi ideales para esta reacción:

  • Forma una capa de pasivación que lo hace más seguro de manipular que muchos otros metales reactivos. [21]
  • Su punto de fusión relativamente bajo (660 °C) significa que es fácil fundir el metal, por lo que la reacción puede ocurrir principalmente en la fase líquida, por lo que avanza con bastante rapidez.
  • Su elevado punto de ebullición (2519 °C) permite que la reacción alcance temperaturas muy altas, ya que varios procesos tienden a limitar la temperatura máxima a justo por debajo del punto de ebullición. Un punto de ebullición tan elevado es común entre los metales de transición (por ejemplo, el hierro y el cobre hierven a 2887 y 2582 °C, respectivamente), pero es especialmente inusual entre los metales altamente reactivos (cf. magnesio y sodio , que hierven a 1090 y 883 °C, respectivamente).
  • Además, la baja densidad del óxido de aluminio formado como resultado de la reacción tiende a dejarlo flotando sobre el metal puro resultante. Esto es particularmente importante para reducir la contaminación en una soldadura.

Aunque los reactivos son estables a temperatura ambiente, arden con una reacción exotérmica extremadamente intensa cuando se calientan hasta la temperatura de ignición. Los productos emergen como líquidos debido a las altas temperaturas alcanzadas (hasta 2500 °C (4532 °F) con óxido de hierro (III)), aunque la temperatura real alcanzada depende de la rapidez con la que el calor puede escapar al ambiente circundante. La termita contiene su propio suministro de oxígeno y no requiere ninguna fuente externa de aire. En consecuencia, no se puede sofocar y puede encenderse en cualquier entorno si se le da suficiente calor inicial. Arde bien mientras está húmeda y no se puede extinguir fácilmente con agua, aunque la cantidad de agua suficiente para eliminar el calor suficiente puede detener la reacción. [22] Pequeñas cantidades de agua hierven antes de alcanzar la reacción. Aun así, la termita se utiliza para soldar bajo el agua . [23]

Las termitas se caracterizan por una ausencia casi total de producción de gases durante la combustión, una temperatura de reacción elevada y la producción de escoria fundida . El combustible debe tener un calor de combustión elevado y producir óxidos con un punto de fusión bajo y un punto de ebullición alto. El oxidante debe contener al menos un 25% de oxígeno, tener una densidad alta, un calor de formación bajo y producir metales con puntos de fusión bajos y puntos de ebullición altos (para que la energía liberada no se consuma en la evaporación de los productos de reacción). Se pueden añadir aglutinantes orgánicos a la composición para mejorar sus propiedades mecánicas, pero tienden a producir productos de descomposición endotérmica, lo que provoca cierta pérdida de calor de reacción y producción de gases. [24]

La temperatura alcanzada durante la reacción determina el resultado. En un caso ideal, la reacción produce una masa fundida bien separada de metal y escoria. Para ello, la temperatura debe ser lo suficientemente alta como para fundir ambos productos de reacción, el metal resultante y el óxido de combustible. Una temperatura demasiado baja produce una mezcla de metal sinterizado y escoria; una temperatura demasiado alta (por encima del punto de ebullición de cualquier reactivo o producto) conduce a una rápida producción de gas, dispersando la mezcla de reacción en combustión, a veces con efectos similares a una explosión de bajo rendimiento. En composiciones destinadas a la producción de metal por reacción aluminotérmica , estos efectos se pueden contrarrestar. Una temperatura de reacción demasiado baja (por ejemplo, cuando se produce silicio a partir de arena) se puede aumentar con la adición de un oxidante adecuado (por ejemplo, azufre en composiciones de aluminio-azufre-arena); una temperatura demasiado alta se puede reducir utilizando un refrigerante adecuado y/o fundente de escoria . El fundente que se utiliza a menudo en composiciones de aficionados es el fluoruro de calcio , ya que reacciona sólo mínimamente, tiene un punto de fusión relativamente bajo, una viscosidad de fusión baja a altas temperaturas (por lo tanto, aumenta la fluidez de la escoria) y forma un eutéctico con la alúmina. Sin embargo, demasiado fundente diluye los reactivos hasta el punto de no poder mantener la combustión. El tipo de óxido metálico también tiene una influencia dramática en la cantidad de energía producida; cuanto mayor sea el óxido, mayor será la cantidad de energía producida. Un buen ejemplo es la diferencia entre el óxido de manganeso (IV) y el óxido de manganeso (II) , donde el primero produce una temperatura demasiado alta y el segundo apenas puede mantener la combustión; para lograr buenos resultados, se puede utilizar una mezcla con la proporción adecuada de ambos óxidos. [25]

La velocidad de reacción también se puede ajustar con el tamaño de las partículas; las partículas más gruesas se queman más lentamente que las partículas más finas. El efecto es más pronunciado con las partículas que requieren calentarse a una temperatura más alta para comenzar a reaccionar. Este efecto se lleva al extremo con las nanotermitas .

La temperatura alcanzada en la reacción en condiciones adiabáticas , cuando no se pierde calor al ambiente, se puede estimar utilizando la ley de Hess , calculando la energía producida por la propia reacción (restando la entalpía de los reactivos de la entalpía de los productos) y restando la energía consumida por el calentamiento de los productos (de su calor específico, cuando los materiales solo cambian su temperatura, y su entalpía de fusión y eventualmente entalpía de vaporización , cuando los materiales se funden o hierven). En condiciones reales, la reacción pierde calor al ambiente, por lo que la temperatura alcanzada es algo menor. La tasa de transferencia de calor es finita, por lo que cuanto más rápida sea la reacción, más cerca de la condición adiabática se desarrolla y mayor es la temperatura alcanzada. [26]

Termita de hierro

La composición más común es la termita de hierro. El oxidante utilizado suele ser óxido de hierro (III) u óxido de hierro (II, III) . El primero produce más calor. El segundo es más fácil de encender, probablemente debido a la estructura cristalina del óxido. La adición de óxidos de cobre o manganeso puede mejorar significativamente la facilidad de ignición. La densidad de la termita preparada suele ser tan baja como 0,7 g/cm 3 . Esto, a su vez, da como resultado una densidad de energía relativamente pobre (alrededor de 3 kJ/cm 3 ), tiempos de combustión rápidos y pulverización de hierro fundido debido a la expansión del aire atrapado. La termita se puede prensar a densidades tan altas como 4,9 g/cm 3 (casi 16 kJ/cm 3 ) con velocidades de combustión lentas (alrededor de 1 cm/s). La termita prensada tiene un mayor poder de fusión, es decir, puede fundir una taza de acero donde una termita de baja densidad fallaría. [27] La ​​termita de hierro con o sin aditivos se puede prensar en dispositivos de corte que tienen una carcasa resistente al calor y una boquilla. [28] La termita de hierro equilibrada con oxígeno 2Al + Fe 2 O 3 tiene una densidad máxima teórica de 4,175 g/cm 3 una temperatura de combustión adiabática de 3135 K o 2862 °C o 5183 °F (con transiciones de fase incluidas, limitadas por el hierro, que hierve a 3135 K), el óxido de aluminio está (brevemente) fundido y el hierro producido es principalmente líquido con parte de él en forma gaseosa - se producen 78,4 g de vapor de hierro por kg de termita. El contenido energético es 945,4 cal/g (3 956 J/g). La densidad energética es 16.516 J/cm 3 . [29]

La mezcla original, tal como se inventó, utilizaba óxido de hierro en forma de cascarilla de laminación . La composición era muy difícil de encender. [24]

Termita de cobre

La termita de cobre se puede preparar utilizando óxido de cobre (I) (Cu 2 O, rojo) u óxido de cobre (II) (CuO, negro). La velocidad de combustión tiende a ser muy rápida y el punto de fusión del cobre es relativamente bajo, por lo que la reacción produce una cantidad significativa de cobre fundido en un tiempo muy corto. Las reacciones de la termita de cobre (II) pueden ser tan rápidas que se puede considerar un tipo de pólvora de destello . Puede ocurrir una explosión, que envía un rocío de gotas de cobre a distancias considerables. [30] La mezcla equilibrada con oxígeno tiene una densidad máxima teórica de 5,109 g/cm 3 , una temperatura de llama adiabática de 2843 K (incluidas las transiciones de fase) con el óxido de aluminio fundido y el cobre en forma líquida y gaseosa; se producen 343 g de vapor de cobre por kg de esta termita. El contenido energético es de 974 cal/g. [29]

La termita de cobre (I) tiene usos industriales, por ejemplo, en la soldadura de conductores de cobre gruesos ( cadwelding ). Este tipo de soldadura también se está evaluando para empalmes de cables en la flota de la Marina de los EE. UU., para su uso en sistemas de alta corriente, por ejemplo, propulsión eléctrica. [31] La mezcla equilibrada de oxígeno tiene una densidad máxima teórica de 5,280 g/cm 3 , una temperatura de llama adiabática de 2843 K (incluidas las transiciones de fase) con el óxido de aluminio fundido y el cobre en forma líquida y gaseosa; se producen 77,6 g de vapor de cobre por kg de esta termita. El contenido energético es de 575,5 cal/g. [29]

Termatos

La composición de termato es una termita enriquecida con un oxidante a base de sal (generalmente nitratos, p. ej., nitrato de bario o peróxidos). A diferencia de las termitas, los termatos arden con evolución de llama y gases. La presencia del oxidante hace que la mezcla se encienda más fácilmente y mejora la penetración del objetivo por la composición en llamas, ya que el gas evolucionado proyecta la escoria fundida y proporciona agitación mecánica. [24] Este mecanismo hace que el termato sea más adecuado que la termita para fines incendiarios y para la destrucción de emergencia de equipos sensibles (p. ej., dispositivos criptográficos), ya que el efecto de la termita es más localizado. [ cita requerida ]

Encendido

Una reacción de termita utilizando óxido de hierro (III)

Los metales , en las condiciones adecuadas, arden en un proceso similar a la combustión de la madera o la gasolina. De hecho, el óxido es el resultado de la oxidación del acero o el hierro a velocidades muy lentas. Una reacción de termita se produce cuando las mezclas correctas de combustibles metálicos se combinan y se encienden. La ignición en sí requiere temperaturas extremadamente altas. [32]

La ignición de una reacción de termita normalmente requiere una bengala o una cinta de magnesio que se puede conseguir fácilmente, pero puede requerir esfuerzos persistentes, ya que la ignición puede ser poco fiable e impredecible. Estas temperaturas no se pueden alcanzar con mechas de pólvora negra convencionales , varillas de nitrocelulosa , detonadores , iniciadores pirotécnicos u otras sustancias de ignición comunes. [17] Incluso cuando la termita está lo suficientemente caliente como para brillar de un rojo brillante, no se enciende, ya que tiene una temperatura de ignición muy alta. [33] Es posible iniciar la reacción utilizando un soplete de propano si se hace correctamente. [34]

A menudo, se utilizan tiras de magnesio metálico como fusibles . Debido a que los metales se queman sin liberar gases refrigerantes, pueden arder a temperaturas extremadamente altas. Los metales reactivos como el magnesio pueden alcanzar fácilmente temperaturas lo suficientemente altas como para encenderse con termita. La ignición con magnesio sigue siendo popular entre los usuarios aficionados de termita, principalmente porque se puede obtener fácilmente, [17] pero un trozo de la tira encendida puede caer en la mezcla, lo que da como resultado una ignición prematura. [ cita requerida ]

Como alternativa al método del magnesio se utiliza la reacción entre el permanganato de potasio y el glicerol o etilenglicol . Cuando estas dos sustancias se mezclan, comienza una reacción espontánea, aumentando lentamente la temperatura de la mezcla hasta producir llamas. El calor liberado por la oxidación de la glicerina es suficiente para iniciar una reacción de termita. [17]

Además de la ignición con magnesio, algunos aficionados también optan por utilizar bengalas para encender la mezcla de termita. [35] Estas alcanzan las temperaturas necesarias y proporcionan suficiente tiempo antes de que el punto de combustión alcance la muestra. [36] Este puede ser un método peligroso, ya que las chispas de hierro , al igual que las tiras de magnesio, arden a miles de grados y pueden encender la termita, aunque la bengala en sí no esté en contacto con ella. Esto es especialmente peligroso con la termita en polvo fino. [ cita requerida ]

Las cabezas de las cerillas arden a una temperatura lo suficientemente alta como para encender la termita. Es posible utilizar cabezas de cerillas envueltas en papel de aluminio y una cerilla viscofusible o eléctrica lo suficientemente larga que llegue a las cabezas de las cerillas. [ cita requerida ]

De manera similar, la termita finamente pulverizada se puede encender con un encendedor de pedernal , ya que las chispas queman metal (en este caso, los metales de tierras raras altamente reactivos lantano y cerio ). [37] Por lo tanto, no es seguro encender un encendedor cerca de la termita. [ cita requerida ]

Usos civiles

Reacción de la termita durante la soldadura de un raíl. Poco después, el hierro líquido fluye hacia el molde alrededor del hueco del raíl.
A lo largo de las vías se pueden encontrar a veces restos de moldes de cerámica utilizados para soldadura con termita, como los que se muestran en la imagen y que dejaron los trabajadores del ferrocarril cerca de la estación de tranvía de Årstafältet en Estocolmo, Suecia.

Las reacciones de termita tienen muchos usos. No es un explosivo, sino que funciona exponiendo un área muy pequeña a temperaturas extremadamente altas. El calor intenso concentrado en un punto pequeño se puede utilizar para cortar metal o soldar componentes metálicos, tanto fundiendo el metal de los componentes como inyectando metal fundido de la propia reacción de termita. [ cita requerida ]

La termita se puede utilizar para reparaciones mediante soldadura en el lugar de secciones de acero gruesas, como los bastidores de los ejes de las locomotoras , donde la reparación se puede realizar sin quitar la pieza de su ubicación instalada. [38]

La termita se puede utilizar para cortar o soldar rápidamente acero, como vías de ferrocarril , sin necesidad de equipo complejo o pesado. [39] [40] Sin embargo, a menudo hay defectos como inclusiones de escoria y huecos (agujeros) en dichas uniones soldadas, por lo que se necesita mucho cuidado para operar el proceso con éxito. El análisis numérico de la soldadura de termita de rieles se ha abordado de manera similar al análisis de enfriamiento de fundición. Tanto este análisis de elementos finitos como el análisis experimental de las soldaduras de rieles de termita han demostrado que el espacio de soldadura es el parámetro más influyente que afecta la formación de defectos. [41] Se ha demostrado que aumentar el espacio de soldadura reduce la formación de cavidades de contracción y los defectos de soldadura de solape en frío , y aumentar el precalentamiento y la temperatura de la termita reduce aún más estos defectos. Sin embargo, la reducción de estos defectos promueve una segunda forma de defecto: la microporosidad. [42] También se debe tener cuidado para garantizar que los rieles permanezcan rectos, sin dar lugar a juntas sumergidas, que pueden causar desgaste en líneas de alta velocidad y carga de eje pesado. [43] Los estudios para aumentar la dureza de las soldaduras de termita para reparar vías han realizado mejoras en la dureza para compararlas más con las vías originales pero manteniendo su naturaleza portátil. [44]

Como la reacción de la termita es de oxidación-reducción y respetuosa con el medio ambiente, se ha empezado a adaptar para su uso en el sellado de pozos petrolíferos en lugar de utilizar hormigón. Aunque la termita suele estar en estado de polvo, una mezcla diluida puede reducir el daño al entorno durante el proceso, aunque demasiada alúmina puede poner en riesgo la integridad del sello. [45] [46] Se necesitaba una mayor concentración de mezcla para fundir el plástico de un tubo modelo, lo que la convierte en una mezcla favorable. [47] Se han realizado otros experimentos para simular el flujo de calor del sellado del pozo para predecir la temperatura en la superficie del sello a lo largo del tiempo. [48]

Una reacción de termita, cuando se utiliza para purificar los minerales de algunos metales, se denominaProceso de termita o reacción aluminotérmica. Una adaptación de la reacción, utilizada para obtener uranio puro , se desarrolló como parte del Proyecto Manhattan en el Laboratorio Ames bajo la dirección de Frank Spedding . A veces se le llama proceso Ames . [49]

La termita de cobre se utiliza para soldar cables de cobre gruesos con el fin de realizar conexiones eléctricas. Se utiliza ampliamente en las industrias de telecomunicaciones y servicios eléctricos ( conexiones soldadas exotérmicas ).

Usos militares

Las granadas de mano y cargas de termita son utilizadas típicamente por las fuerzas armadas tanto en un papel antimaterial como en la destrucción parcial de equipo, siendo esto último común cuando no se dispone de tiempo para métodos más seguros o más completos. [50] [51] Por ejemplo, la termita puede ser utilizada para la destrucción de emergencia de equipo criptográfico cuando existe el peligro de que pueda ser capturado por tropas enemigas. Debido a que la termita de hierro estándar es difícil de encender, arde prácticamente sin llama y tiene un pequeño radio de acción, la termita estándar rara vez se utiliza por sí sola como una composición incendiaria. En general, un aumento en el volumen de productos de reacción gaseosos de una mezcla de termita aumenta la tasa de transferencia de calor (y por lo tanto el daño) de esa mezcla de termita en particular. [52] Por lo general, se utiliza con otros ingredientes que aumentan sus efectos incendiarios. Thermate-TH3 es una mezcla de termita y aditivos pirotécnicos que se ha encontrado superior a la termita estándar para fines incendiarios. [53] Su composición en peso es generalmente de alrededor de 68,7% de termita, 29,0% de nitrato de bario , 2,0% de azufre y 0,3% de un aglutinante (como PBAN ). [53] La adición de nitrato de bario a la termita aumenta su efecto térmico, produce una llama más grande y reduce significativamente la temperatura de ignición. [53] Aunque el propósito principal de Thermate-TH3 por parte de las fuerzas armadas es como arma antimaterial incendiaria, también tiene usos en la soldadura de componentes metálicos.

Un uso militar clásico de la termita es la inutilización de piezas de artillería , y se ha utilizado para este propósito desde la Segunda Guerra Mundial, como en Pointe du Hoc , Normandía . [54] Debido a que inutiliza permanentemente las piezas de artillería sin el uso de cargas explosivas, la termita se puede utilizar cuando el silencio es necesario para una operación. Esto se puede lograr insertando una o más granadas de termita armadas en la recámara , y luego cerrándola rápidamente; esto suelda la recámara y hace que sea imposible cargar el arma. [55]

Durante la Segunda Guerra Mundial, tanto las bombas incendiarias alemanas como las aliadas usaban mezclas de termita. [56] [57] Las bombas incendiarias generalmente consistían en docenas de botes delgados llenos de termita ( bombetas ) encendidos por una mecha de magnesio. Las bombas incendiarias crearon daños masivos en numerosas ciudades debido a los incendios iniciados por la termita. Las ciudades que consistían principalmente en edificios de madera eran especialmente susceptibles. Estas bombas incendiarias se usaron principalmente durante los ataques aéreos nocturnos . Las miras de bombas no se podían usar de noche, lo que creó la necesidad de municiones que pudieran destruir objetivos sin requerir una colocación precisa.

Los llamados drones Dragón equipados con municiones de termita fueron utilizados por el ejército ucraniano durante la invasión rusa de Ucrania contra posiciones rusas. [58]

Peligros

Los efectos violentos de la termita

El uso de termita es peligroso debido a las altísimas temperaturas que produce y a la extrema dificultad de sofocar una reacción una vez iniciada. Las pequeñas corrientes de hierro fundido liberadas en la reacción pueden viajar distancias considerables y pueden derretir los recipientes metálicos, encendiendo su contenido. Además, los metales inflamables con puntos de ebullición relativamente bajos, como el zinc (con un punto de ebullición de 907 °C, que es aproximadamente 1370 °C por debajo de la temperatura a la que arde la termita), podrían potencialmente rociar violentamente el metal hirviendo sobrecalentado en el aire si están cerca de una reacción de termita. [ cita requerida ]

Si, por alguna razón, la termita se contamina con sustancias orgánicas, óxidos hidratados y otros compuestos capaces de producir gases al calentarse o reaccionar con los componentes de la termita, los productos de reacción pueden ser pulverizados. Además, si la mezcla de termita contiene suficientes espacios vacíos con aire y se quema lo suficientemente rápido, el aire sobrecalentado también puede hacer que la mezcla se pulverice. Por esta razón, es preferible utilizar polvos relativamente crudos, de modo que la velocidad de reacción sea moderada y los gases calientes puedan escapar de la zona de reacción.

El precalentamiento de la termita antes de la ignición puede realizarse fácilmente de forma accidental, por ejemplo, al verter una nueva pila de termita sobre una pila de escoria de termita caliente y recién encendida . Cuando se enciende, la termita precalentada puede arder casi instantáneamente, liberando energía luminosa y térmica a un ritmo mucho mayor de lo normal y causando quemaduras y daños oculares a una distancia que normalmente sería razonablemente segura. [ cita requerida ]

La reacción de la termita puede producirse accidentalmente en lugares industriales donde los trabajadores utilizan muelas abrasivas y discos de corte con metales ferrosos . El uso de aluminio en esta situación produce una mezcla de óxidos que pueden explotar violentamente. [59]

Mezclar agua con termita o verter agua sobre termita en llamas puede provocar una explosión de vapor , rociando fragmentos calientes en todas direcciones. [60]

Los principales componentes de la termita también se utilizaron por sus cualidades individuales, específicamente la reflectividad y el aislamiento térmico, en un revestimiento de pintura o dope para el zeppelin alemán Hindenburg , posiblemente contribuyendo a su destrucción ardiente. Esta fue una teoría presentada por el ex científico de la NASA Addison Bain , y luego probada a pequeña escala por el reality show científico MythBusters con resultados semi-no concluyentes (se demostró que no era culpa de la reacción de la termita solo, sino que se conjeturó que era una combinación de eso y la quema de gas hidrógeno que llenaba el cuerpo del Hindenburg ). [61] El programa MythBusters también probó la veracidad de un video encontrado en Internet, en el que una cantidad de termita en un cubo de metal se encendió mientras estaba sobre varios bloques de hielo, lo que provocó una explosión repentina. Pudieron confirmar los resultados, encontrando enormes trozos de hielo a una distancia de hasta 50 m del punto de explosión. El copresentador Jamie Hyneman conjeturó que esto se debió a que la mezcla de termita se aerosolizó , tal vez en una nube de vapor, lo que provocó que se quemara aún más rápido. Hyneman también expresó escepticismo sobre otra teoría que explica el fenómeno: que la reacción de alguna manera separó el hidrógeno y el oxígeno en el hielo y luego los encendió. Esta explicación afirma que la explosión se debe a la reacción del aluminio fundido a alta temperatura con agua. El aluminio reacciona violentamente con agua o vapor a altas temperaturas, liberando hidrógeno y oxidándose en el proceso. La velocidad de esa reacción y la ignición del hidrógeno resultante pueden explicar fácilmente la explosión verificada. [62] Este proceso es similar a la reacción explosiva causada por la caída de potasio metálico en agua.

En el episodio " A No-Rough-Stuff-Type Deal " de la serie de televisión de drama criminal Breaking Bad , Walter White usa termita para quemar una cerradura de seguridad con el fin de robar un tambor de metilamina de una planta química. [63]

Véase también

  • ALICE (propulsor)  – Propulsor para cohetes a base de nanopolvo de aluminio
  • Lanza térmica  : herramienta térmica que corta materiales densos y pesados

Referencias

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Busque termita en Wikcionario, el diccionario libre.
  • Imágenes y vídeos de termitas (incluida la termita exótica) Archivado el 24 de marzo de 2010 en Wayback Machine
  • Vídeo – Fundición de acero con termita
  • "Proceso Goldschmidt"  . Enciclopedia Americana . 1920.
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