Pólvora
Definición
La pólvora , también conocida como polvo negro para distinguirla del polvo sin humo moderno, es el primer explosivo químico conocido. Consiste en una mezcla de azufre (S), carbón (C) y nitrato de potasio (salitre, KNO 3 ). El azufre y el carbón actúan como combustibles mientras que el salitre es un oxidante. Debido a sus propiedades incendiarias y la cantidad de calor y volumen de gas que genera, la pólvora se ha utilizado ampliamente como propulsor en armas de fuego, artillería, cohetes y fuegos artificiales y como un polvo de voladura en canteras, minería y construcción de carreteras.
La pólvora se inventó en la China del siglo IX y se extendió por la mayor parte de Eurasia a fines del siglo XIII. Originalmente desarrollado por los taoístas con fines medicinales, la pólvora se usó por primera vez para la guerra alrededor del año 1000 dC
La pólvora se clasifica como un explosivo bajo debido a su velocidad de descomposición relativamente lenta y, en consecuencia, a su bajo nivel de brisance. Los explosivos bajos deflagran (es decir, arden) a velocidades subsónicas , mientras que los explosivos altos detonan, produciendo una onda supersónica.
La ignición de la pólvora embalada detrás de un proyectil genera suficiente presión para forzar el disparo desde la boca del cañón a alta velocidad, pero por lo general no tiene la fuerza suficiente para romper el cañón del arma. Por lo tanto, la pólvora es un buen propulsor, pero es menos adecuada para destruir rocas o fortificaciones con su poder explosivo de bajo rendimiento. Sin embargo, transfiriendo suficiente energía (desde la pólvora ardiente a la masa de la bala de cañón, y luego desde la bala de cañón a las fortificaciones opuestas por medio de la munición de impacto) eventualmente un bombardero puede desgastar las defensas fortificadas de un oponente.
La pólvora se usó ampliamente para llenar proyectiles de artillería fundida (y se utilizó en proyectos de minería e ingeniería civil) hasta la segunda mitad del siglo XIX, cuando se utilizaron los primeros explosivos de alto calibre. La pólvora ya no se usa en armas modernas ni se usa con fines industriales debido a su costo relativamente ineficiente en comparación con las nuevas alternativas como la dinamita y el nitrato de amonio / fuel oil. En la actualidad, las armas de fuego con pólvora se limitan principalmente a la caza, el tiro al blanco y la recreación histórica sin balas.
Historia de la pólvora
China
Basado en un texto taoísta del siglo IX, la invención de la pólvora por los alquimistas chinos fue probablemente un subproducto accidental de experimentos que buscaban crear el elixir de la vida. Este origen de la medicina experimental de la pólvora se refleja en su nombre chino huoyao , que significa "medicina de fuego". Las primeras aplicaciones militares de la pólvora se desarrollaron alrededor del año 1000 DC. La fórmula química más antigua para la pólvora apareció en el texto de la dinastía Song del siglo XI, Wujing Zongyao , sin embargo, la pólvora ya había sido utilizada para flechas de fuego desde al menos el siglo X. En los siglos siguientes aparecieron en China varias armas de pólvora como bombas, lanzas de fuego y el arma.
El salitre era conocido por los chinos a mediados del siglo I dC y se producía principalmente en las provincias de Sichuan, Shanxi y Shandong. Existen pruebas sólidas del uso de salitre y azufre en diversas combinaciones medicinales. Un texto alquímico chino fechado en 492 señaló el salitre quemado con una llama púrpura, proporcionando un medio práctico y confiable de distinguirlo de otras sales inorgánicas, lo que permite a los alquimistas evaluar y comparar las técnicas de purificación; los primeros relatos en latín de la purificación de salitre están fechados después de 1200.
La primera referencia a las propiedades incendiarias de tales mezclas es el paso del Zhenyuan miaodao yaolüe , un texto taoísta provisionalmente fechado a mediados del siglo IX: "Algunos han calentado juntos el azufre, el rejalgar y el salitre con miel, el humo y las llamas resultan, entonces que sus manos y caras han sido quemadas, e incluso toda la casa donde estaban trabajando se quemó ". La palabra china para "pólvora" es chino: 火药 / 火藥 ; pinyin: huŏ yào / xuo yɑʊ /, que literalmente significa "Medicina de fuego"; sin embargo, este nombre solo entró en uso algunos siglos después del descubrimiento de la mezcla. En los siglos siguientes apareció una variedad de armas de pólvora, como cohetes, bombas y minas terrestres, antes de que se inventaran las primeras armas de fuego de barril de metal. Se descubrieron armas explosivas como bombas en un naufragio frente a la costa de Japón, fechadas en 1281, durante las invasiones mongolas de Japón.
El chino Wujing Zongyao ( Essentials completos de los clásicos militares ), escrito por Zeng Gongliang entre 1040 y 1044, proporciona referencias de la enciclopedia a una variedad de mezclas que incluyen petroquímicos, así como ajo y miel. Se menciona una coincidencia lenta para los mecanismos de lanzamiento de llama utilizando el principio de sifón y para fuegos artificiales y cohetes. Las fórmulas de mezcla en este libro no contienen suficiente salitre para crear un explosivo; estando limitado a un 50% de salitre, producen un incendiario. Lo esencial sin embargo, fue escrito por un burócrata de la corte de la dinastía Song, y hay pocas pruebas de que tuviera algún impacto inmediato en la guerra; no se menciona el uso de la pólvora en las crónicas de las guerras contra los tanguts en el siglo XI, y China estuvo mayormente en paz durante este siglo.
Sin embargo, hacia 1083 la corte Song estaba produciendo cientos de miles de flechas de fuego para sus guarniciones. Las bombas y los primeros proto-cañones, conocidos como "lanzas de fuego", se hicieron prominentes durante el siglo XII y fueron utilizados por la Canción durante las Guerras Jin-Song. Las lanzas de fuego se registraron por primera vez para ser utilizadas en el Asedio de De'an en 1132 por las fuerzas Song contra el Jin. A principios del siglo XIII, Jin utilizó bombas de hierro. Se agregaron proyectiles a las lanzas de fuego, se desarrollaron barriles de lanza de fuego reutilizables, primero de papel endurecido y luego de metal. En 1257 algunas lanzas disparaban balas de balas. A finales del siglo XIII, las lanzas de metal se convirtieron en "eruptores", los proto-cañones disparando proyectiles co-viables, y en 1287 a más tardar, se habían convertido en verdaderas armas de fuego, el cañón de mano.
Una flecha atada con pólvora lista para disparar desde un arco. Desde el Huolongjing c. 1350.
La representación más antigua conocida de flechas de cohete, del Huolongjing . La flecha derecha dice "flecha de fuego", la mitad es un "marco de flecha con forma de dragón" y la izquierda es una "flecha de fuego completa".
Una ilustración de una bomba trueno como se muestra en el texto 1044 Wujing Zongyao . Considerado como un pseudo-explosivo. El elemento superior es un punzón y el inferior es un punzón de gancho.
Una lanza de fuego como se representa en el Huolongjing c. 1350.
El cañón "volador-nube-trueno-erupción" del Huolongjing c. 1350.
Una pistola de órgano conocida como la "madre de un centenar de balas" de Huolongjing c. 1350.
Una ilustración de un "cañón de truenos de mil bolas" de bronce del Huolongjing c. 1350.
La "mina terrestre de intrusión autoprovocada" de Huolongjing ca. 1350.
Europa continental
Los primeros relatos occidentales de pólvora aparecen en textos escritos por el filósofo inglés Roger Bacon en el siglo XIII. Varias fuentes mencionan armas de fuego y armas de pólvora chinas desplegadas por los mongoles contra las fuerzas europeas en la batalla de Mohi en 1241. El profesor Kenneth Warren Chase da crédito a los mongoles por introducir en Europa pólvora y su armamento asociado. Sin embargo, no existe una ruta clara de transmisión, y aunque a menudo se señala a los mongoles como el vector más probable, Timothy May señala que "no hay evidencia concreta de que los mongoles usaran armas de pólvora regularmente fuera de China".
En Europa, una de las primeras menciones del uso de pólvora aparece en un pasaje encontrado en Opus Maius de 1267 y Opus Tertium de Roger Bacon. en lo que se ha interpretado como petardos. El pasaje más revelador dice: "Tenemos un ejemplo de estas cosas (que actúan sobre los sentidos) en [el sonido y el fuego] de ese juguete para niños hecho en muchas [diversas] partes del mundo, es decir, un dispositivo sin más grande que el pulgar. De la violencia de esa sal llamada salitre [junto con el azufre y el carbón de sauce, combinados en un polvo] se produce un sonido tan horrible al estallar algo tan pequeño, no más que un trozo de pergamino [que contiene ], que encontramos [la oreja atacada por un ruido] excediendo el rugido del fuerte trueno, y un destello más brillante que el relámpago más brillante ". A principios del siglo XX, el oficial de artillería británico Henry William Lovett Hime propuso que otro trabajo tentativamente atribuido a Bacon, Epistola de Secretis Operibus Artis et Naturae, et de Nullitate Magiae contenía una fórmula encriptada para pólvora. Esta afirmación ha sido cuestionada por historiadores de la ciencia, incluidos Lynn Thorndike, John Maxson Stillman y George Sarton, y por el editor de Bacon, Robert Steele, tanto en términos de autenticidad del trabajo como con respecto al método de descifrado. En cualquier caso, la fórmula que se reivindicó haber sido descifrada (7: 5: 5 salitre: carbón vegetal: azufre) no es útil para el uso de armas de fuego o incluso petardos, que se quema lentamente y produce principalmente humo. Sin embargo, si la receta de Bacon se toma como mediciones en volumen en lugar de peso, se crea un polvo explosivo mucho más potente y útil adecuado para disparar cañones manuales, aunque menos consistente debido a las inexactitudes inherentes de las mediciones por volumen. Un ejemplo de esta composición dio como resultado 100 partes de salitre, 27 partes de carbón y 45 partes de azufre, en peso.
El Liber Ignium , o Libro de fuegos , atribuido a Marcus Graecus, es una colección de recetas incendiarias, incluidas algunas recetas de pólvora. Partington fechas las recetas de pólvora a aproximadamente 1300. Una receta para "fuego volador" ( ignis volatilis ) implica salitre, azufre y colofonio, que, cuando se inserta en una caña o madera hueca, "vuela de repente y quema todo". Otra receta, para "truenos" artificiales, especifica una mezcla de una libra de azufre nativo, dos libras de tilo o de sauce de sauce, y seis libras de salitre. Otro especifica una proporción de 1: 3: 9.
Algunas de las recetas de pólvora de De Mirabilibus Mundi de Albertus Magnus son idénticas a las recetas del Liber Ignium , y según Partington, "pueden haber sido tomadas de ese trabajo, en lugar de hacerlo a la inversa". Partington sugiere que parte del libro puede haber sido compilado por los alumnos de Albert, "pero como se encuentra en los manuscritos del siglo XIII, bien podría serlo por Albert". Albertus Magnus murió en 1280.
Un gran avance en la industria manufacturera comenzó en Europa a fines del siglo XIV cuando la seguridad y la minuciosidad de la incorporación se mejoraron mediante la molienda en húmedo; líquido, como aguardientes destilados o tal vez la orina de obispos bebedores de vino se añadió durante la trituración conjunta de los ingredientes y la pasta húmeda se secó después. El principio de la mezcla en húmedo para evitar la separación de los ingredientes secos, inventados para la pólvora, se utiliza hoy en día en la industria farmacéutica.
También se descubrió que si la pasta se enrollaba en bolas antes de secarse, la pólvora resultante absorbía menos agua del aire durante el almacenamiento y viajaba mejor. Las bolas fueron aplastadas en un mortero por el artillero inmediatamente antes de su uso, con el viejo problema del tamaño de partícula desigual y el embalaje que causaba resultados impredecibles. Sin embargo, si se eligieron las partículas del tamaño correcto, el resultado fue una gran mejora en la potencia. Formando la pasta húmeda en el maíz-grandes tamaños a mano o con el uso de un tamiz en lugar de bolas más grandes producían un producto después del secado que cargaba mucho mejor, ya que cada pieza pequeña proporcionaba su propio espacio de aire circundante que permitía una combustión mucho más rápida que un polvo fino. Esta pólvora "en conserva" era de 30% a 300% más potente. Se cita un ejemplo en el que se necesitaron 34 libras de serpentina para disparar una pelota de 47 libras, pero solo 18 libras de polvo en conserva. El tamaño óptimo del grano depende de su uso; más grande para cañón grande, más fino para armas pequeñas. Los cañones más grandes fueron cargados fácilmente con polvo en conserva utilizando un cucharón de mango largo. El polvo en lata también retuvo la ventaja de la baja absorción de humedad, ya que incluso los granos pequeños tenían mucho menos área de superficie para atraer agua que un polvo harinoso.
Durante este tiempo, los fabricantes europeos también comenzaron a purificar regularmente salitre, utilizando cenizas de madera que contienen carbonato de potasio para precipitar el calcio de su licor de estiércol, y el uso de sangre de buey, alumbre y rodajas de nabo para aclarar la solución.
Durante el Renacimiento, surgieron dos escuelas europeas de pensamiento pirotécnico, una en Italia y la otra en Nuremberg, Alemania. El impresor y editor alemán Christiaan Egenolff adaptó un trabajo anterior sobre pirotecnia de manuscrito a impreso, publicando su Büchsenmeysterei en 1529 y reimprimiéndolo en 1531. Ahora extremadamente raro, el libro trata sobre la fabricación de pólvora, la operación de artillería y las reglas de conducta para el armero.
En Italia, Vannoccio Biringuccio, nacido en 1480, era miembro del gremio Fraternita di Santa Barbara, pero rompió con la tradición del secreto al establecer todo lo que sabía en un libro titulado De la pirotechnia , escrito en lengua vernácula. Fue publicado póstumamente en 1540, con 9 ediciones durante 138 años, y también reimpreso por MIT Press en 1966.
A mediados del siglo XVII, los fuegos artificiales se utilizaron para el entretenimiento a una escala sin precedentes en Europa, siendo popular incluso en los centros turísticos y jardines públicos. Con la publicación de Deutliche Anweisung zur Feuerwerkerey (1748), los métodos para crear fuegos artificiales fueron lo suficientemente conocidos y bien descritos que "la fabricación de fuegos artificiales se ha convertido en una ciencia exacta". En 1774, Luis XVI ascendió al trono de Francia a los 20 años. Después de descubrir que Francia no era autosuficiente en pólvora, se estableció una Administración de la Pólvora; para encabezarlo, se nombró al abogado Antoine Lavoisier. Aunque provenía de una familia burguesa, después de graduarse en leyes, Lavoisier se hizo rico a partir de una compañía establecida para recaudar impuestos para la Corona; esto le permitió dedicarse a la ciencia natural experimental como hobby.
Sin acceso a salitre barato (controlado por los británicos), durante cientos de años Francia había confiado en los salitreros con órdenes reales, el droit de fouille o "derecho de excavar", para apoderarse del suelo que contenía nitroso y derribar muros de corrales, sin compensación a los dueños. Esto causó que los agricultores, los ricos o pueblos enteros sobornaran a los hombres del pueblo y la burocracia asociada para que dejaran sus edificios solos y el salitre sin recolectar. Lavoisier instituyó un programa de choque para aumentar la producción de salitre, revisó (y luego eliminó) el droit de fouille, investigó los mejores métodos de refinación y fabricación de polvo, instituyó la gestión y el mantenimiento de registros, y estableció los precios que fomentaban la inversión privada en obras. Aunque el salitre de las nuevas obras de putrefacción de estilo prusiano aún no se había producido (el proceso tomó alrededor de 18 meses), en solo un año Francia tenía pólvora para exportar. Un beneficiario principal de este excedente fue la Revolución estadounidense. Mediante pruebas cuidadosas y ajustando las proporciones y el tiempo de molienda, el polvo de los molinos, como el de Essonne en las afueras de París, se convirtió en el mejor del mundo en 1788, y de bajo costo.
Gran Bretaña e Irlanda
La producción de pólvora en Gran Bretaña parece haber comenzado a mediados del siglo XIV con el objetivo de abastecer a la Corona inglesa. Los registros muestran que, en Inglaterra, se fabricó pólvora en 1346 en la Torre de Londres; una casa de pólvora existía en la Torre en 1461; y en 1515 tres fabricantes de pólvora del Rey trabajaron allí. La pólvora también se fabricaba o almacenaba en otros castillos reales, como Portchester. A principios del siglo XIV, según el estudio de NJG Pounds The Medieval Castle en Inglaterra y Gales, muchos castillos ingleses habían quedado desiertos y otros se estaban desmoronando. Su importancia militar se desvaneció, excepto en las fronteras. La pólvora había hecho inútiles castillos más pequeños.
Enrique VIII de Inglaterra no tenía pólvora cuando invadió Francia en 1544 e Inglaterra necesitaba importar pólvora a través del puerto de Amberes en lo que hoy es Bélgica.
La Guerra Civil Inglesa (1642-1645) condujo a una expansión de la industria de la pólvora, con la derogación de la Real Patente en agosto de 1641.
Dos físicos británicos, Andrew Noble y Frederick Abel, trabajaron para mejorar las propiedades del polvo negro a fines del siglo XIX. Esto formó la base para la ecuación de gas Noble-Abel para la balística interna.
La introducción del polvo sin humo a finales del siglo XIX dio lugar a una contracción de la industria de la pólvora. Después del final de la Primera Guerra Mundial, la mayoría de los fabricantes de pólvora del Reino Unido se fusionaron en una sola compañía, "Explosives Trades limited"; y se cerraron varios sitios, incluidos los de Irlanda. Esta compañía se convirtió en Nobel Industries Limited; y en 1926 se convirtió en miembro fundador de Imperial Chemical Industries. El Ministerio del Interior eliminó la pólvora de su lista de explosivos permitidos ; y poco después, el 31 de diciembre de 1931, la antigua fábrica de pólvora Glynneath de Curtis & Harvey en Pontneddfechan, en Gales, cerró y fue demolida por un incendio en 1932.
La última fábrica de pólvora restante en la Fábrica Real de la Pólvora, Waltham Abbey fue dañada por una mina alemana de paracaídas en 1941 y nunca volvió a abrir. Esto fue seguido por el cierre de la sección de pólvora en la Royal Ordnance Factory, ROF Chorley, la sección fue cerrada y demolida al final de la Segunda Guerra Mundial; y la fábrica de pólvora Roslin de ICI Nobel, que se cerró en 1954.
Esto dejó la única fábrica de pólvora del Reino Unido en el sitio Ardeer de ICI Nobel en Escocia; también cerró en octubre de 1976. Desde entonces, la pólvora ha sido importada al Reino Unido. A finales de los años setenta y principios de los años ochenta, la pólvora se compraba en el este de Europa, en particular de lo que entonces era la República Democrática Alemana y la ex Yugoslavia.
medio este
Los musulmanes adquirieron conocimiento de la pólvora en algún momento entre 1240 y 1280, momento en el que el sirio Hasan al-Rammah había escrito, en árabe, recetas de pólvora, instrucciones para la purificación del salitre y descripciones de pólvora incendiaria. Se da a entender por el uso de "términos que sugerían que deriva su conocimiento de fuentes chinas" y sus referencias a salitre como "nieve china" (en árabe de Al-Rammah: ثلج الصين thalj al-SiN), fuegos artificiales como "flores chinas" y cohetes como "flechas chinas" que el conocimiento de la pólvora llegó de China. Sin embargo, debido a que al-Rammah atribuye su material a "su padre y antepasados", al-Hassan argumenta que la pólvora prevaleció en Siria y Egipto por "fines del siglo XII o comienzos del XIII". En Persia, el salitre era conocido como "sal china" (persa: نمک چینی ) namak-i chīnī ) o "sal de las marismas saladas" ( نمک شوره چینی namak-i shūra-yi chīnī ).
Hasan al-Rammah incluyó 107 recetas de pólvora en su texto al-Furusiyyah wa al-Manasib al-Harbiyya ( El libro de la equitación militar y los ingeniosos dispositivos de guerra ), 22 de los cuales son para cohetes. Si se toma la mediana de 17 de estas 22 composiciones para cohetes (75% de nitratos, 9,06% de azufre y 15,94% de carbón), es casi idéntica a la receta moderna de pólvora ideal del 75% de nitrato de potasio, 10% de azufre y 15% de carbón.
Al-Hassan afirma que en la Batalla de Ain Jalut de 1260, los mamelucos usaron contra los mongoles en la fórmula de pólvora "el primer cañón de la historia" con relaciones casi idénticas de composición ideal para la pólvora explosiva. Otros historiadores instan a tener precaución con respecto a los reclamos de uso de armas de fuego islámicas en el período 1204-1324, ya que los textos árabes medievales tardíos usaban la misma palabra para pólvora, naft , que usaban para una incendiaria anterior, la nafta.
Khan afirma que estaba invadiendo a los mongoles que introdujeron la pólvora en el mundo islámico y cita el antagonismo mameluco hacia los primeros mosqueteros en su infantería como un ejemplo de cómo las armas de pólvora no siempre se encontraron con abierta aceptación en el Medio Oriente. De manera similar, el rechazo de sus fuerzas de Qizilbash para usar armas de fuego contribuyó a la derrota de Safavid en Chaldiran en 1514.
La fabricación de pólvora controlada por el estado por parte del Imperio Otomano a través de las primeras cadenas de suministro para obtener nitro, azufre y carbón de alta calidad de los robles en Anatolia contribuyó significativamente a su expansión entre el siglo XV y el siglo XVIII. No fue hasta más tarde en el siglo XIX cuando la producción sindicalista de pólvora turca se redujo en gran medida, lo que coincidió con el declive de su poderío militar.
India
Las armas de pólvora y pólvora se transmitieron a la India a través de las invasiones mongolas de la India. Los mongoles fueron derrotados por Alauddin Khalji del Sultanato de Delhi, y algunos de los soldados mongoles permanecieron en el norte de la India después de su conversión al Islam. Fue escrito en el Tarikh-i Firishta (1606-1607) que Nasir ud din Mahmud, el gobernante del Sultanato de Delhi, presentó al enviado mongolero Hulegu Khan con una deslumbrante exhibición pirotécnica a su llegada a Delhi en 1258. Nasir ud din Mahmud trató de expresar su fortaleza como gobernante y trató de evitar cualquier intento mongola similar al Sitio de Bagdad (1258). Armas de fuego conocidas como top-o-tufak también existió en muchos reinos musulmanes en la India ya en 1366. A partir de entonces prevaleció el empleo de la guerra de la pólvora en la India, con eventos como el "Asedio de Belgaum" en 1473 por Sultan Muhammad Shah Bahmani.
Se sabe que el almirante otomano náufrago Seydi Ali Reis introdujo el tipo más antiguo de armas de cerrojo, que los otomanos usaron contra los portugueses durante el asedio de Diu (1531). Después de eso, una variedad diversa de armas de fuego, armas de fuego grandes en particular, se hicieron visibles en Tanjore, Dacca, Bijapur y Murshidabad. Las armas de bronce fueron recuperadas de Calicut (1504), la antigua capital de los Zamorins
El emperador mogol Akbar produjo en serie fuegos artificiales para el ejército de Mughal. Se sabe que Akbar ha disparado a un comandante líder de Rajput durante el asedio de Chittorgarh. Los mogoles comenzaron a usar cohetes de bambú (principalmente para señalización) y emplearon zapadores: unidades especiales que socavaron fuertes fortificaciones de piedra para plantar cargas de pólvora.
Se sabe que el emperador mogol Shah Jahan introdujo cerraduras mucho más avanzadas, sus diseños fueron una combinación de diseños otomanos y mogoles. Shah Jahan también respondió a los británicos y otros europeos en su provincia de Gujarāt, que suministró salitre de Europa para su uso en la guerra de pólvora durante el siglo XVII. Bengal y Mālwa participaron en la producción de salitre. Los holandeses, los franceses, los portugueses y los ingleses usaron Chhapra como centro de refinación de salitre.
Desde la fundación del Sultanato de Mysore por Hyder Ali, los oficiales militares franceses fueron empleados para entrenar al ejército de Mysore. Hyder Ali y su hijo Tipu Sultan fueron los primeros en introducir cañones y mosquetes modernos, su ejército también fue el primero en la India en tener uniformes oficiales. Durante la Segunda Guerra Anglo-Mysore Hyder Ali y su hijo Tipu Sultan lanzaron los misiles de Mysore a sus oponentes británicos derrotándolos de manera efectiva en varias ocasiones. Los cohetes de Mysorean inspiraron el desarrollo del cohete Congreve, que los británicos utilizaron ampliamente durante las Guerras Napoleónicas y la Guerra de 1812.
Indonesia
El Imperio Majapahit de Java fue posiblemente capaz de abarcar gran parte de la actual Indonesia debido a su dominio único de la herrería de bronce y el uso de un arsenal central alimentado por un gran número de industrias artesanales dentro de la región inmediata. La evidencia documental y arqueológica indica que los comerciantes árabes introdujeron pólvora, gonnes, mosquetes, trabucos y cañones a los javaneses, acehneses y batak a través de rutas comerciales comerciales establecidas desde principios hasta mediados del siglo XIV. Los invasores portugueses y españoles estaban desagradablemente sorprendidos e incluso superados en ocasiones. El resurgente Imperio Singhasari superó a Sriwijaya y más tarde surgió como el Majapahit cuya guerra incluía el uso de armas de fuego y cañonazos. Alrededor de 1540, los javaneses, siempre alerta a las nuevas armas, descubrió que el armamento portugués recién llegado era superior al de las variantes fabricadas localmente. Las armas de tambor giratorias de bronce de Jade, conocidas como meriam, o erróneamente como lantaka, fueron utilizadas ampliamente por la armada Majapahit, así como por piratas y señores rivales. La desaparición del imperio majapahit y la dispersión de cañoneros de bronce expertos y desafectos hacia Brunei, la moderna Sumatra, Malasia y Filipinas llevan a un uso generalizado, especialmente en el estrecho de Makassar.
Los viajeros holandeses y alemanes registraron que la cosecha de salitre era común incluso en las aldeas más pequeñas y se recogió del proceso de descomposición de grandes colinas de estiércol específicamente apiladas para este propósito. El castigo holandés por la posesión de pólvora no permitida parece haber sido una amputación. La propiedad y fabricación de pólvora fue prohibida más tarde por los ocupantes coloniales holandeses. Según un coronel McKenzie citado en Sir Thomas Stamford Raffles, The History of Java (1817), el azufre más puro provenía de un cráter de una montaña cerca del estrecho de Bali.
Historiografía
Sobre los orígenes de la tecnología de la pólvora, el historiador Tonio Andrade comentó: "Los eruditos hoy coinciden abrumadoramente con que el arma fue inventada en China". Los historiadores creen que la pólvora y el arma son originarios de China porque hay una gran cantidad de evidencia que documenta la evolución del arma desde la lanza de fuego china a una pistola de metal y la evolución de la pólvora de un medicamento a un incendiario y un explosivo, mientras que registros similares no existen en Europa. Como explica Andrade, la gran cantidad de variación en las recetas de pólvora en China en relación con Europa es "evidencia de experimentación en China, donde la pólvora fue utilizada al principio como un incendiario y luego se convirtió en un explosivo y un propelente ... en contraste,
Sin embargo, la historia de la pólvora no está exenta de controversia. Un problema importante que enfrenta el estudio de la historia temprana de la pólvora es el acceso fácil a fuentes cercanas a los eventos descritos. A menudo, los primeros registros que describen potencialmente el uso de la pólvora en la guerra se escribieron varios siglos después del hecho, y bien pueden haber sido coloreados por las experiencias contemporáneas del cronista. Las dificultades de traducción han llevado a errores o interpretaciones sueltas que rayan en la licencia artística. El lenguaje ambiguo puede dificultar distinguir armas de pólvora de tecnologías similares que no dependen de la pólvora. Un ejemplo comúnmente citado es un informe de la Batalla de Mohi en Europa del Este que menciona una "larga lanza" que envía "vapores y humo malolientes", que ha sido interpretado de diversas maneras por diferentes historiadores como el "ataque de primer gas en suelo europeo" usando pólvora, "el primer uso de cañón en Europa", o simplemente un "gas tóxico" sin evidencia de pólvora. Es difícil traducir con precisión los textos alquímicos chinos originales, que tienden a explicar los fenómenos a través de la metáfora, al lenguaje científico moderno con terminología rígidamente definida en inglés. Los primeros textos que potencialmente mencionan la pólvora a veces están marcados por un proceso lingüístico en el que se produce un cambio semántico. Por ejemplo, la palabra árabe que tienden a explicar los fenómenos a través de la metáfora, al lenguaje científico moderno con terminología rígidamente definida en inglés. Los primeros textos que potencialmente mencionan la pólvora a veces están marcados por un proceso lingüístico en el que se produce un cambio semántico. Por ejemplo, la palabra árabe que tienden a explicar los fenómenos a través de la metáfora, al lenguaje científico moderno con terminología rígidamente definida en inglés. Los primeros textos que potencialmente mencionan la pólvora a veces están marcados por un proceso lingüístico en el que se produce un cambio semántico. Por ejemplo, la palabra árabe Naft pasó de denotar nafta a denotar pólvora, y la palabra china pào cambió de significado de catapulta a referirse a un cañón. Esto ha llevado a argumentos sobre los orígenes exactos de la pólvora basados en fundamentos etimológicos. El historiador de ciencia y tecnología Bert S. Hall hace la observación de que, "Sin decirlo, sin embargo, los historiadores empeñados en suplicar especialmente, o simplemente con sus propias halas, pueden encontrar abundante material en estos matorrales terminológicos".
Otra área importante de contención en los estudios modernos de la historia de la pólvora es la transmisión de pólvora. Si bien la evidencia literaria y arqueológica respalda un origen chino de la pólvora y las armas de fuego, la forma en que se transfirió la tecnología de la pólvora de China a Occidente sigue en debate. Se desconoce por qué la rápida expansión de la tecnología de la pólvora en Eurasia tuvo lugar durante varias décadas, mientras que otras tecnologías como el papel, la brújula y la impresión no llegaron a Europa hasta siglos después de su invención en China.
Tecnología de fabricación
Para el polvo negro más poderoso, se usa harina en polvo, un carbón de leña. La mejor madera para este propósito es el sauce del Pacífico, pero se pueden usar otros como el aliso o el espino cerval. En Gran Bretaña, entre los siglos XV y XIX, el carbón de aliso era muy apreciado para la fabricación de pólvora; cottonwood fue utilizado por los estados confederados americanos. Los ingredientes se reducen en tamaño de partícula y se mezclan tan íntimamente como sea posible. Originalmente, esto era con un mortero y un molino de estampado que funcionaba de manera similar, utilizando cobre, bronce u otros materiales que no produzcan chispas, hasta suplantarlo por el principio del molino de bolas giratorio con bronce o plomo que no produce chispas. Históricamente, en Gran Bretaña se usaba un molino corredor de mármoles o piedra caliza, que corría sobre un lecho de piedra caliza; sin embargo, a mediados del siglo XIX, esto cambió a una rueda de piedra forjada con hierro o una rueda de hierro fundido que corría sobre una cama de hierro. La mezcla se humedeció con alcohol o agua durante la molienda para evitar la ignición accidental. Esto también ayuda a que el salitre extremadamente soluble se mezcle en los rincones microscópicos y grietas del carbón de superficie muy alta.
Hacia finales del siglo XIV, los fabricantes de polvo europeos comenzaron a agregar líquido durante la molienda para mejorar la mezcla, reducir el polvo y, con ello, el riesgo de explosión. Los fabricantes de polvos moldearían la pasta resultante de pólvora humedecida, conocida como torta de molienda, en granos o granos para que se sequen. No solo el polvo en conserva se mantuvo mejor debido a su área de superficie reducida, los artilleros también descubrieron que era más potente y más fácil de cargar en las pistolas. En poco tiempo, los fabricantes de pólvora estandarizaron el proceso al forzar la torta de molienda a través de tamices en lugar de procesar el polvo a mano.
La mejora se basó en la reducción del área superficial de una composición de mayor densidad. A comienzos del siglo XIX, los fabricantes aumentaron aún más la densidad mediante el prensado estático. Colocaron la torta húmeda en una caja cuadrada de dos pies, la colocaron debajo de una prensa de tornillo y la redujeron a / 2 de su volumen. "Press cake" tenía la dureza de la pizarra. Rompieron las losas secas con martillos o rodillos y clasificaron los gránulos con tamices en diferentes grados. En los Estados Unidos, Eleuthere Irenee du Pont, que había aprendido el oficio de Lavoisier, hizo caer los granos secos en barriles giratorios para redondear los bordes y aumentar la durabilidad durante el envío y la manipulación. (Los granos filosos se redondearon en el transporte, produciendo un "polvo de harina" fino que cambió las propiedades de combustión).
Otro avance fue la fabricación de carbón de leña al destilar madera en retortas de hierro calentadas en lugar de quemarla en pozos de tierra. Controlar la temperatura influyó en el poder y la consistencia de la pólvora terminada. En 1863, en respuesta a los altos precios del salitre indio, los químicos de DuPont desarrollaron un proceso utilizando potasa o cloruro de potasio extraído para convertir el abundante nitrato de sodio chileno en nitrato de potasio.
El año siguiente (1864) Gatebeck Low Gunpowder Works en Cumbria (Gran Bretaña) comenzó una planta para fabricar nitrato de potasio esencialmente por el mismo proceso químico. Esto hoy en día se llama el 'Proceso de Wakefield', después de los propietarios de la compañía. Habría utilizado cloruro de potasio de las minas de Staßfurt, cerca de Magdeburg, Alemania, que recientemente había estado disponible en cantidades industriales.
Durante el siglo XVIII, las fábricas de pólvora se volvieron cada vez más dependientes de la energía mecánica. A pesar de la mecanización, las dificultades de producción relacionadas con el control de la humedad, especialmente durante el prensado, todavía estaban presentes a fines del siglo XIX. Un periódico de 1885 lamenta que "La pólvora es un espíritu tan nervioso y sensible, que en casi todos los procesos de fabricación cambia bajo nuestras manos a medida que cambia el clima". Los tiempos de prensado a la densidad deseada pueden variar en un factor de tres dependiendo de la humedad atmosférica.
Composición y características
El término polvo negro se acuñó a fines del siglo XIX, principalmente en los Estados Unidos, para distinguir formulaciones anteriores de pólvora de los nuevos polvos sin humo y polvos sin humo. Los polvos semi-sin humo presentaban propiedades de volumen masivo que se aproximaban al polvo negro, pero tenían cantidades significativamente reducidas de humo y productos de combustión. El polvo sin humo tiene diferentes propiedades de combustión (presión frente al tiempo) y puede generar presiones más altas y trabajo por gramo. Esto puede romper las armas más antiguas diseñadas para polvo negro. Los polvos sin humo variaban en color, desde marrón tostado a amarillo y blanco. La mayoría de los polvos a granel sin humo dejaron de fabricarse en la década de 1920.
El polvo negro es una mezcla granular de
- un nitrato, típicamente nitrato de potasio (KNO 3 ), que suministra oxígeno para la reacción;
- carbón, que proporciona carbono y otro combustible para la reacción, simplificado como carbono (C);
- azufre (S), que, aunque también sirve como combustible, reduce la temperatura requerida para encender la mezcla, lo que aumenta la velocidad de combustión.
El nitrato de potasio es el ingrediente más importante en términos de volumen y función porque el proceso de combustión libera oxígeno del nitrato de potasio, promoviendo la combustión rápida de los otros ingredientes. Para reducir la probabilidad de ignición accidental por electricidad estática, los gránulos de polvo negro moderno suelen estar recubiertos con grafito, lo que impide la acumulación de carga electrostática.
El carbón vegetal no consiste en carbono puro; más bien, consiste en celulosa parcialmente pirolizada, en la cual la madera no está completamente descompuesta. Carbondiffers del carbón ordinario. Mientras que la temperatura de autoignición del carbón es relativamente baja, el carbono es mucho mayor. Por lo tanto, una composición de polvo negro que contenga carbono puro ardería de manera similar a una cabeza de cerilla, en el mejor de los casos.
La composición estándar actual para los polvos negros que fabrican los pirotécnicos se adoptó ya en 1780. Las proporciones en peso son 75% de nitrato de potasio (conocido como salitre o salitre), 15% de carbón de madera blanda y 10% de azufre. Estas proporciones han variado a lo largo de los siglos y según el país, y pueden modificarse en cierta medida según el propósito del polvo. Por ejemplo, los grados de poder del polvo negro, inadecuados para usar en armas de fuego pero adecuados para la voladura de rocas en canteras, se llaman polvo de voladura en lugar de pólvora con proporciones estándar de 70% de nitrato, 14% de carbón y 16% de azufre; El polvo de voladura se puede hacer con el nitrato de sodio más barato sustituido por nitrato de potasio y las proporciones pueden ser tan bajas como 40% de nitrato, 30% de carbón y 30% de azufre. En 1857, Lammot du Pont resolvió el problema principal del uso de formulaciones más baratas de nitrato de sodio cuando patentó el polvo de chorro DuPont "B". Después de fabricar los granos de torta de prensa de la manera habitual, su proceso arrojó el polvo con polvo de grafito durante 12 horas. Esto formó un recubrimiento de grafito en cada grano que redujo su capacidad de absorber humedad.
Ni el uso de grafito ni el nitrato de sodio eran nuevos. Las callos de pólvora con grafito ya eran una técnica aceptada en 1839, y el polvo de voladura a base de nitrato de sodio se había fabricado en Perú durante muchos años utilizando el nitrato de sodio extraído en Tarapacá (ahora en Chile). Además, en 1846, se construyeron dos plantas en el sudoeste de Inglaterra para hacer polvo de voladura utilizando este nitrato de sodio. La idea bien pudo haber sido traída del Perú por mineros de Cornualles que regresaban a casa después de completar sus contratos. Otra sugerencia es que fue William Lobb, el cazador de plantas, quien reconoció las posibilidades del nitrato de sodio durante sus viajes por Sudamérica. Lammot du Pont habría sabido sobre el uso de grafito y probablemente también sabía sobre las plantas en el sudoeste de Inglaterra.
El polvo de guerra francés en 1879 usaba la relación 75% de salitre, 12.5% de carbón, 12.5% de azufre. El polvo de guerra inglés en 1879 usaba la relación 75% de salitre, 15% de carbón, 10% de azufre. Los cohetes británicos Congreve utilizaron 62,4% de salitre, 23,2% de carbón y 14,4% de azufre, pero la pólvora británica Mark VII se cambió a 65% de salitre, 20% de carbón y 15% de azufre. La explicación de la gran variedad en la formulación se relaciona con el uso. El polvo utilizado para la cohetería puede usar una velocidad de combustión más lenta, ya que acelera el proyectil durante mucho más tiempo, mientras que los polvos para armas tales como pistolas, cerraduras o cerraduras necesitan una mayor velocidad de combustión para acelerar el proyectil en una distancia mucho más corta. Los cañones usualmente usaban polvos de menor velocidad de combustión, porque la mayoría estallaría con polvos de mayor velocidad de combustión.
Serpentina
El polvo original compuesto seco usado en la Europa del siglo XV era conocido como "Serpentina", ya sea una referencia a Satanás o a una pieza de artillería común que lo usaba. Los ingredientes se molieron junto con un mortero, posiblemente durante 24 horas, dando como resultado una harina fina. La vibración durante el transporte puede hacer que los componentes se vuelvan a separar, lo que requiere una remezcla en el campo. Además, si la calidad del salitre era baja (por ejemplo, si estaba contaminada con nitrato de calcio altamente higroscópico) o si el polvo era simplemente viejo (debido a la naturaleza levemente higroscópica del nitrato de potasio), en clima húmedo sería necesario vuelto a secar El polvo de "reparar" el polvo en el campo era un peligro importante.
Cargar cañones o bombardeos antes de que los avances en la fabricación de pólvora del Renacimiento fueran un arte habilidoso. El polvo fino cargado al azar o demasiado apretado se quemaría de manera incompleta o muy lenta. Típicamente, la cámara de polvo de carga de nalgas en la parte trasera de la pieza se llenó solo a la mitad, el polvo de serpentina ni demasiado comprimido ni demasiado flojo, un tapón de madera para sellar la cámara del cañón cuando se ensambló y el proyectil colocado en. Se necesitaba un espacio vacío cuidadosamente determinado para que la carga se quemara efectivamente. Cuando el cañón fue disparado a través del agujero de contacto, la turbulencia de la combustión superficial inicial hizo que el resto del polvo se expusiera rápidamente a la llama.
El advenimiento de polvo en conserva mucho más potente y fácil de usar cambió este procedimiento, pero la serpentina se utilizó con pistolas más antiguas en el siglo XVII.
Corning
Para que los propulsores se oxiden y se quemen de manera rápida y eficaz, los ingredientes combustibles deben reducirse al tamaño de partícula más pequeño posible y mezclarse lo más posible. Sin embargo, una vez mezclados, para obtener mejores resultados en una pistola, los fabricantes descubrieron que el producto final debería ser en forma de granos densos individuales que propagan el fuego rápidamente de grano a grano, de forma similar a la paja o ramas que se incendian más rápidamente que una pila de serrín.
Debido a que los ingredientes secos en polvo deben mezclarse y unirse para su extrusión y corte en granos para mantener la mezcla, la reducción de tamaño y la mezcla se realizan mientras los ingredientes están húmedos, generalmente con agua. Después de 1800, en lugar de formar granos a mano o con tamices, la torta de molino húmeda se presionó en moldes para aumentar su densidad y extraer el líquido, formando torta de prensa. El prensado tomó diferentes cantidades de tiempo, dependiendo de las condiciones tales como la humedad atmosférica. El producto duro y denso se rompió de nuevo en trozos pequeños, que se separaron con tamices para producir un producto uniforme para cada propósito: polvos gruesos para cañones, polvos de mostaza más finos para mosquetes y lo mejor para pistolas de mano pequeñas y cebado. Adecuadamente fino el polvo granulado a menudo causaba que los cañones explotaran antes de que el proyectil pudiera moverse hacia abajo del cañón, debido al alto pico inicial de presión. El polvo de mamut con granos grandes, hecho para el cañón de 15 pulgadas de Rodman, redujo la presión a solo un 20 por ciento tan alto como el polvo de cañón ordinario hubiera producido.
A mediados del siglo XIX, se realizaron mediciones que determinaron que la velocidad de combustión dentro de un grano de polvo negro (o una masa compactada) es de aproximadamente 6 cm / s (0.20 pies / s), mientras que la velocidad de propagación de la ignición desde el grano hasta el grano está alrededor de 9 m / s (30 pies / s), más de dos órdenes de magnitud más rápido.
Tipos modernos
El corning moderno primero comprime la harina fina de polvo negro en bloques con una densidad fija (1,7 g / cm³). En los Estados Unidos, los granos de pólvora fueron designados F (por multa) o C (por grueso). El diámetro del grano disminuyó con un mayor número de Fs y aumentó con un mayor número de Cs, variando desde aproximadamente 2 mm (0.08 in) para 7F a 15 mm (0.6 in) para 7C. Incluso se produjeron granos más grandes para diámetros de artillería mayores de aproximadamente 17 cm (6,7 pulgadas). El polvo DuPont Mammoth estándar desarrollado por Thomas Rodman y Lammot du Pont para su uso durante la Guerra Civil Estadounidense tenía granos con un promedio de 0.6 pulgadas (15 mm) de diámetro con bordes redondeados en un barril acristalado. Otras versiones tenían granos del tamaño de pelotas de golf y tenis para usar en cañones Rodman de 20 pulgadas (51 cm). En 1875 DuPont introdujo Hexagonal polvo para artillería grande, que se prensó utilizando placas con forma con un núcleo central pequeño, aproximadamente 1,5 pulgadas (3,8 cm) de diámetro, como una tuerca de rueda de carro, el agujero central se ensanchó cuando se quemó el grano. Hacia 1882 los fabricantes alemanes también produjeron polvos de grano hexagonal de un tamaño similar para la artillería.
Hacia fines del siglo XIX, la fabricación se enfocaba en grados estándar de polvo negro de Fg usado en rifles de gran calibre y escopetas, a través de FFg (armas de calibre medio y pequeño como mosquetes y fusiles), FFFg (rifles de pequeño calibre y pistolas), y FFFFg (calibre pequeño extremo, pistolas cortas y más comúnmente para cebos de cebo). Una calificación más gruesa para uso en blancos de artillería militar fue designada A-1. Estos grados se clasificaron en un sistema de pantallas con sobredimensionado retenido en una malla de 6 alambres por pulgada, A-1 retenido en 10 alambres por pulgada, Fg retenido en 14, FFg en 24, FFFg en 46 y FFFFg en 60. Multas los FFFFFg designados fueron reprocesados para minimizar los peligros de polvo explosivo. En el Reino Unido, las pólvoras de servicio principal se clasificaron como RFG (rifle grain fine) con un diámetro de uno o dos milímetros y RLG (rifle grain large) para diámetros de grano de entre dos y seis milímetros. Los granos de pólvora pueden categorizarse alternativamente por tamaño de malla: el tamaño de malla del tamiz BSS , siendo el tamaño de malla más pequeño, que no conserva los granos. Los tamaños de grano reconocidos son Gunpowder G 7, G 20, G 40 y G 90.
Debido al gran mercado de armas de fuego antiguas y réplicas de polvo negro en los EE. UU., Los modernos sustitutos de la pólvora como los pellets Pyrodex, Triple Seven y Black Mag3 se han desarrollado desde la década de 1970. Estos productos, que no se deben confundir con los polvos sin humo, pretenden producir menos incrustaciones (residuos sólidos), mientras se mantiene el sistema de medición volumétrica tradicional para cargas. Sin embargo, las afirmaciones de menos corrosividad de estos productos han sido controvertidas. También se han desarrollado nuevos productos de limpieza para pólvoras negras para este mercado.
Otros tipos de pólvora
Además de polvo negro, hay otros tipos históricamente importantes de pólvora. La "pólvora marrón" se cita como compuesta de 79% de nitro, 3% de azufre y 18% de carbón por cada 100 de polvo seco, con aproximadamente 2% de humedad. Prismatic Brown Powder es un producto de granulado que Rottweil Company introdujo en 1884 en Alemania, que fue adoptado por la Royal Navy británica poco después. La armada francesa adoptó un fino producto de grano de 3,1 milímetros, no prismático llamado Slow Burning Cocoa (SBC) o "cacao en polvo". Estos polvos marrones redujeron aún más la velocidad de combustión al usar tan poco como 2 por ciento de azufre y el uso de carbón hecho de paja de centeno que no había sido completamente carbonizada, de ahí el color marrón.
Lesmok powder fue un producto desarrollado por DuPont en 1911, uno de varios productos semi-sin humo en la industria que contienen una mezcla de polvo negro y nitrocelulosa. Se vendió a Winchester y a otros principalmente para calibres pequeños.22 y.32. Su ventaja era que en aquel momento se creía que era menos corrosivo que los polvos sin humo que se usaban entonces. Hasta los años 1920, no se entendía en los Estados Unidos que la fuente real de la corrosión era el residuo de cloruro de potasio de los cebadores sensibilizados con clorato de potasio. El ensuciamiento en polvo negro más voluminoso dispersa mejor el residuo del cebador. La falla en la mitigación de la corrosión del imprimador por dispersión causó la falsa impresión de que el polvo a base de nitrocelulosa causaba corrosión. Lesmok tenía algo del grueso de polvo negro para dispersar residuos de imprimación, pero un volumen algo menos total que el polvo negro puro, por lo tanto, requiere una limpieza del pozo menos frecuente. Fue vendido por última vez por Winchester en 1947.
Pólvora sin azufre
El desarrollo de polvos sin humo, como la cordita, a fines del siglo XIX creó la necesidad de una carga de cebado sensible a las chispas, como la pólvora. Sin embargo, el contenido de azufre de las pólvoras tradicionales causó problemas de corrosión con Cordite Mk I y esto llevó a la introducción de una gama de pólvoras sin azufre, de diferentes tamaños de grano. Por lo general, contienen 70,5 partes de salitre y 29,5 partes de carbón. Al igual que el polvo negro, fueron producidos en diferentes tamaños de grano. En el Reino Unido, el grano más fino se conocía como polvo mealed sin azufre ( SMP ). Los granos más gruesos se numeraban como pólvora sin azufre (SFG n): 'SFG 12', 'SFG 20', 'SFG 40' y 'SFG 90', por ejemplo; donde el número representa el tamaño de malla de malla BSS más pequeño,
El papel principal del azufre en la pólvora es disminuir la temperatura de ignición. Una reacción de muestra de pólvora sin azufre sería
- 6 KNO 3 + C 7 H 4 O → 3 K 2 CO 3 + 4 CO 2 + 2 H 2 O + 3 N 2
Características de combustión
Reacción química
La pólvora no se quema como una sola reacción, por lo que los subproductos no son fáciles de predecir. Un estudio mostró que producía (en orden de cantidades descendentes) 55,91% de productos sólidos: carbonato de potasio, sulfato de potasio, sulfuro de potasio, azufre, nitrato de potasio, tiocianato de potasio, carbono, carbonato de amonio y 42,98% de productos gaseosos: dióxido de carbono, nitrógeno, Monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, hidrógeno, metano, 1,11% de agua.
Sin embargo, se han citado ecuaciones simplificadas.
Una ecuación química simple, comúnmente citada, para la combustión del polvo negro es
- 2 KNO 3 + S + 3 C → K 2 S + N 2 + 3 CO 2 .
Una ecuación equilibrada, pero aún simplificada, es
- 10 KNO 3 + 3 S + 8 C → 2 K 2 CO 3 + 3 K 2 SO 4 + 6 CO 2 + 5 N 2 .
Tanto ecuación anterior se basan en la suposición de que el carbón vegetal es carbono puro, mientras que la fórmula química en del carbón de leña de la vida real varía, pero se puede resumir por su fórmula empírica: C 7 H 4 O . Por lo tanto, una ecuación más precisa de la descomposición del polvo negro regular con azufre es:
- 6 KNO 3 + C 7 H 4 O + 2 S → K 2 CO 3 + K 2 SO 4 + K 2 S + 4 CO 2 + 2 CO + 2 H 2 O + 3 N 2
Del mismo modo, polvo negro sin azufre da:
- 10 KNO 3 + 2 C 7 H 4 O → 5 K 2 CO 3 + 4 CO 2 + 5 CO + 4 H 2 O + 5 N 2
El polvo negro hecho con nitrato de sodio menos costoso y más abundante (en proporciones apropiadas) funciona igual de bien, y se aplican las ecuaciones anteriores, con sodio en lugar de potasio. Sin embargo, es más higroscópico que los polvos hechos de nitrato de potasio, popularmente conocido como salitre. Debido a que los granos de polvo negro en conserva hechos con salitre se ven menos afectados por la humedad en el aire, se pueden almacenar sin sellar sin degradación por la humedad. Se sabe que los cargadores de arcos disparan después de colgarlos en la pared durante décadas en estado cargado, siempre que permanezcan secos. Por el contrario, el polvo negro hecho con nitrato de sodio debe mantenerse sellado para permanecer estable.
El mosquete o la pistola de enganche (un sistema de ignición temprana de la pistola), así como la pistola de chispas, a menudo no se pueden usar en climas húmedos, debido a que el polvo en la sartén queda expuesto y humedecido.
Energía
La pólvora libera 3 megajulios por kilogramo y contiene su propio oxidante. Esto es más bajo que TNT (4.7 megajulios por kilogramo), o gasolina (47.2 megajulios por kilogramo, pero la gasolina requiere un oxidante, por lo que una mezcla optimizada de gasolina y O 2 contiene 10.4 megajulios por kilogramo). El polvo negro también tiene una baja densidad de energía en comparación con los polvos modernos "sin humo", y por lo tanto para lograr altas cargas de energía, se necesitan grandes cantidades de polvo negro con proyectiles pesados.
Efectos
La pólvora es un explosivo bajo, es decir, no detona, sino que deflagra (quema rápidamente). Esta es una ventaja en un dispositivo de hélice, donde uno no desea un choque que rompa la pistola y potencialmente dañar al operador, sin embargo, es un inconveniente cuando se desea una explosión. En ese caso, la pólvora (y lo más importante, los gases producidos por su combustión) deben ser confinados. Dado que contiene su propio oxidante y adicionalmente se quema más rápido bajo presión, su combustión es capaz de estallar contenedores como conchas, granadas o improvisadas "pipas" o "ollas a presión" para formar metralla.
En las canteras, los explosivos de alto poder son generalmente preferidos para romper rocas. Sin embargo, debido a su bajo nivel de brisance, el polvo negro causa menos fracturas y da como resultado una piedra más útil en comparación con otros explosivos, lo que hace que el polvo negro sea útil para la voladura de piedras monumentales como el granito y el mármol. El polvo negro es muy adecuado para rondas en blanco, bengalas de señales, cargas de ráfagas y lanzamientos de líneas de rescate. El polvo negro también se usa en fuegos artificiales para levantar proyectiles, en cohetes como combustible y en ciertos efectos especiales.
Como se vio anteriormente, la combustión convierte menos de la mitad de la masa de polvo negro en gas, la mayoría se convierte en materia particulada. Parte de ella es expulsada, desperdiciando poder de propulsión, ensuciando el aire y, en general, siendo una molestia (emitiendo una posición de soldado, generando niebla que dificulta la visión, etc.). Algunos terminan como una gruesa capa de hollín dentro del barril, donde también es una molestia para los disparos posteriores y una causa de bloqueo de un arma automática. Además, este residuo es higroscópico y, con la adición de la humedad absorbida del aire, forma una sustancia corrosiva. El hollín contiene óxido de potasio u óxido de sodio que se convierte en hidróxido de potasio o hidróxido de sodio, que corroe el hierro forjado o los cañones de acero. Por lo tanto, los brazos negros de polvo deben limpiarse bien después de su uso, tanto por dentro como por fuera, para eliminar el residuo.
Regulaciones de transporte
El Reglamento Modelo de las Naciones Unidas sobre el Transporte de Mercancías Peligrosas y las autoridades nacionales de transporte, como el Departamento de Transporte de los Estados Unidos, han clasificado la pólvora (polvo negro) como Grupo A: Sustancia explosiva primaria para el envío porque se enciende tan fácilmente. Los dispositivos manufacturados completos que contienen polvo negro generalmente se clasifican como Grupo D: Sustancia detonante secundaria o polvo negro o artículo que contiene sustancia detonante secundaria , como fuegos artificiales, motor de cohete modelo de clase D, etc., para su envío porque son más difíciles de encender que polvo suelto. Como explosivos, todos entran en la categoría de Clase 1.
Minería e usos industriales
Además de su uso como propulsor en armas de fuego y artillería, el otro uso principal del polvo negro ha sido como polvo de voladura en canteras, minería y construcción de carreteras (incluida la construcción de ferrocarriles). Durante el siglo 19, fuera de las emergencias de guerra, como la Guerra de Crimea o la Guerra Civil Americana, se utilizó más polvo negro en estos usos industriales que en armas de fuego y artillería. Pero la dinamita la reemplazó gradualmente para esos usos. Hoy en día, los explosivos industriales para tales usos siguen siendo un gran mercado, pero la mayor parte del mercado está en explosivos más nuevos en lugar de polvo negro.
A partir de la década de 1930, se utilizó pólvora o pólvora sin humo en armas de remachar, pistolas paralizantes para animales, empalmadores de cables y otras herramientas de construcción industrial. La "pistola de clavos" clavaba clavos o tornillos en concreto sólido, una función que no es posible con las herramientas hidráulicas. Hoy en día, las herramientas accionadas por pólvora siguen siendo una parte importante de varias industrias, pero los cartuchos generalmente usan polvos sin humo. Las escopetas industriales se han utilizado para eliminar los anillos de material persistentes en los hornos rotativos en funcionamiento (como los de cemento, cal, fosfato, etc.) y clinker en hornos operativos, y las herramientas comerciales hacen que el método sea más confiable.
Otros usos
La pólvora ha sido ocasionalmente utilizada para otros fines además de las armas, la minería y la construcción:
- Después de la Batalla de Aspern-Essling (1809), el cirujano del Ejército Napoleónico Larrey, sin sal, aliñó un caldo de carne de caballo para los heridos bajo su cuidado con pólvora. También se usó para la esterilización en barcos cuando no había alcohol.
- Jack Tars (marineros británicos) usaba pólvora para crear tatuajes cuando no había tinta disponible, pinchando la piel y frotando el polvo en la herida con un método conocido como tatuaje traumático.
- Christiaan Huygens experimentó con pólvora en 1673 en un intento inicial de construir un motor de combustión interna, pero no tuvo éxito. Los intentos modernos de recrear su invento fueron igualmente infructuosos.
- Cerca de Londres en 1853, el Capitán Shrapnel demostró un uso de procesamiento de mineral en polvo negro en un método para triturar minerales de oro disparándolos desde un cañón a una cámara de hierro, y "todos los presentes expresaron mucha satisfacción". Esperaba que fuera útil en los yacimientos auríferos de California y Australia. No surgió nada de la invención, ya que las máquinas trituradoras de funcionamiento continuo que lograban una trituración más confiable ya estaban en uso.
- Los fuegos artificiales utilizan la pólvora como cargas de levantamiento y explosión, aunque a veces se agregan otras composiciones más potentes a la carga explosiva para mejorar el rendimiento en proyectiles pequeños o proporcionar un informe más fuerte. La mayoría de los petardos modernos ya no contienen polvo negro.
Obtenido de: https://en.wikipedia.org/wiki/Gunpowder