Enciclopedia delle armi - a cura di Edoardo Mori
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Storia degli esplosivi civili e del loro impiego (T. Seguiti)

Questo scritto è stato estratto dall'opera di TULLIO SEGUITI, Le Mine nei lavori minerari e civili. Edizione della Rivista L'Industria Mineraria, Roma 1969.

CENNI STORICI SULLA STORIA DELL'USO DEGLI
ESPLOSIVI PER USO CIVILE
ABBATTIMENTO DELLE ROCCE CON L'ACQUA E COL FUOCO
NELL'ANTICHITA'

L'acqua e il fuoco sono stati i primi mezzi con cui nell'antichità gli uomini hanno cominciato ad abbattere le rocce.
Con l'acqua si procedeva forzando grossi cunei di legno (di solito di faggio stagionato) entro le spaccature della roccia indi bagnando i cunei che, ingrossando, sconnettevano la roccia circostante. Così sono stati scavati, anche in lavori sotterranei, i blocchi con cui fu costruito il tempio del re Salomone, iniziato nel 938 avanti Cristo.
Non molto tempo dopo fu applicata la disgregazione delle rocce con il fuoco. Questo sistema è ricordato da Plinio e ne parla Agatarchide nel secondo secolo avanti Cristo, a quanto risulta da Diodoro Siculo.
Con i due sistemi, dell'acqua e del fuoco, combinati, fu aperto l'emissario del Fucino, galleria lunga 5.653 m, sotto il monte Salviano, per scaricare le acque del lago nel Liri. La galleria (di sezione variabile da 5 a 10 m 2 ) fu aperta a partire da un gran numero di pozzi situati a distanza di 35 - 40 m, alcuni profondi fino a 120 m. Fu inaugurata dall'imperatore Claudio nel 52 della nostra Era, dopo che vi avevano lavorato per 11 anni 22.500 schiavi e 7.500 uomini liberi.
Nel secolo XII i Pisani coltivarono le miniere di piombo e zinco in Sardegna con la punteruola e con il fuoco. Questo sistema è descritto da Giorgio Agricola nel libro V della sua fondamentale opera De Re Metallica (Froben, Basilea, 1550-1556): « Il fuoco (di cataste di legni) dall'aria nella vena portato la separa dalle pietre, che le stesse quantunque siano durissime, spesso così rende molli, che diventano più fragili di tutti ».
L'uso del fuoco è continuato a lungo e trova ancora qualche applicazione mediante speciali apparecchi a combustibile liquido o gassoso.


GLI ESPLOSIVI NEL MEDIOEVO E FINO AL SECOLO XIX

Sembra che già nell'antichità fossero conosciute miscele di sostanze capaci di esplodere, la cui invenzione viene attribuita da alcuni ai Cinesi, da altri agli Indiani e da altri ancora agli Arabi, ma notizie di qualche attendibilità sono solo quelle che fanno risalire all'VIII secolo l'uso del miscuglio di salnitro e carbone da parte degli Arabi per scopi bellici.
Parecchi studiosi moderni concordano nell'accreditare ai Cinesi la scoperta della polvere, come risulterebbe da una ricetta per fabbricarla indicata in un'opera di un autore cinese, Wu Ching Toung Yao, del 1044.
La prima polvere nera, nella quale alla primitiva miscela era stato aggiunto zolfo, aveva circa questa composizione : salnitro 40%, carbone 30%, zolfo 30%. Le proporzioni cambiarono poi rapidamente diventando: salnitro 74%, carbone 15%, zolfo 11%; proporzioni mantenute all'incirca ancora oggi.
Istruzioni per la preparazione della polvere nera si trovano nelle opere di Ruggero Bacone (XIII secolo).
È del 1410 il volume « Feuerwerksbuch » di Abraham de Memmingen, nel quale è citato come scopritore della polvere nera il monaco Bertoldo di Friburgo, soprannominato Schwarz (nero). Per quanto detto avanti si possono nutrire molti dubbi circa la scoperta di Schwarz, della quale vengono perfino indicate date molto lontane fra loro (1320, 1354, 1380). Probabilmente egli ha avuto soltanto il merito di aver diffuso in Europa il sistema di preparazione e di utilizzazione della polvere già usato dagli Arabi.
Fino al secolo scorso la polvere nera è rimasta praticamente l'unico esplosivo per usi militari e via via anche per usi civili, favorita in ciò dal fatto che la miscela presenta una stabilità e un grado di sicurezza nell'impiego veramente notevoli, che viceversa diminuiscono fortemente quando si cambi anche uno solo dei componenti.
L'anno e il luogo in cui si è avuto il primo impiego della polvere nera in lavori sotterranei sono controversi, anche perché esso è avvenuto a breve distanza di tempo in parecchi bacini minerari. II merito viene attribuito da parecchi storici a Martin Weigel (o Weigl, o Weigold) che avrebbe introdotto l'uso della polvere nera nelle miniere di Freiberg nel 1613, però nei libri contabili della miniera in quel tempo non figurano acquisti di polvere nera fino all'anno 1643, nel quale anno risultano con certezza applicate la perforazione e l'uso di mine per merito di Kaspar Morgenstern.
Balthasar Rössler, nel suo « Hellpolierter Bergbauspiegel », pubblicato nel 1670, indica l'introduzione della polvere nera come di origine ungherese, e la sua diffusione nelle miniere di Grosslitz e di Chemnitz nel 1627, per merito di Kaspar Weindl.
Sembra invece che il primo uso della polvere nera in lavori sotterranei di miniera si sia avuto nel 1574 in Italia e precisamente nel Vicentino ad opera di Giovanni Martinengo.
Questo è stato ricordato di recente dall'ing. G. Rolandi sulla scorta di documenti ufficiali conservati nell'Archivio di Stato di Venezia.
Precisamente risulta che nel 1572 Giovanni Battista Martinengo (Consiglio dei Dieci, Comuni, filza, 1573, 18 dicembre) costituì una società per riattivare vari lavori di ricerca e di sfruttamento nel Vicentino e che nel 1573 ottenne autorizzazione a condurre lavori in alcune delle zone richieste. Nel 1574 avrebbe introdotto l'uso della polvere nera nei lavori in sotterraneo secondo quanto risulta da una relazione in data 27 febbraio 1594 del Vicario generale alle miniere della Repubblica Veneta, Filippo de Zorzi.
Nella relazione del Vicario de Zorzi, indirizzata agli « Illustrissimi et Ecc.mi Sig.i Savij et Esecutori sopra l'Acque », dopo una descrizione del territorio vicentino, delle sue miniere e dello stato di abbandono in cui molte di esse erano cadute, si legge: « l'anno 1573 - 23 dicembre supplicò al Suo Ecc.mo Conseglio de X.ci un certo nominato Giovanni Battista Martinengo et ne ottenne un privilegio, che altri che egli non potesse lavorare in tutte le Miniere di Vicentino sotto gravissime pene per lo spatio di anni 25 con obbligo di pagar in loco di 10, il 12 per cento, di modo che tutti quelli che attendevano a tal'opera, impediti da tal prohibitione, convennero attendere ad altro assercitio, o abbandonar il paese come fecero molti, massime che questo huomo non lavorava, con far le sue cave, armarle et a poco a poco . cavar fuori la materia, come si. costuma per ordinario di fare, ma con estravagante modo, facendo un picciol foro nel sasso della montagna con la polvere dell'artigliaria, voleva aprire per forza et spezzare il monte, et così discoprire quello che là dentro vi si stava nascosto, nel che havendosi affaticato qualche anno inutilmente, veduto mancarsi la speranza di poter riuscire, si partì ».
Sembrerebbe così assodato che il primo uso della polvere nera in lavori minerari sia un vanto italiano e che i citati Weigel e Weindl hanno usato la polvere in analoghi lavori rispettivamente 39 e 53 anni dopo l'applicazione che ne fece il Martinengo.
Poco dopo il 1627 l'impiego della polvere nera si diffuse nelle miniere di stagno della Cornovaglía (Inghilterra) e successivamente anche in altri bacini minerari.
Verso la fine del XVIII secolo e nella prima metà del XIX secolo si scoprirono altri esplosivi, ma unico diffuso rimase la polvere nera, che fu usata sia per lavori minerari sia civili (canali, sbancamenti, ecc.).


GLI ESPLOSIVI E IL LORO USO NELL'EPOCA MODERNA
SCOPERTE E PERFEZIONAMENTI

Prodotti esplodenti fondamentali.
Fin dai primi anni del secolo scorso la chimica prese a svilupparsi su basi scientifiche e questo condusse anche alla scoperta di numerose famiglie di sostanze capaci di esplodere: ebbe così inizio la moderna chimica degli esplosivi.
Il fulminato di mercurio è stato preparato fin dal XVII secolo ma lo ha descritto Howard solo nell'anno 1800. La scoperta non fu apprezzata nella sua importanza fino a che Nobel nel 1864 lo adoperò quale innescante. Nel 1802 Brugnatelli fabbricò il fulminato di argento.
L'acido picrico fu ottenuto da Woulff nel 1771 (ma fu proposto come esplosivo solo un secolo più tardi).
La nitrazione come procedimento per ottenere esplosivi si sviluppò dopo il 1830 e nacquero così il nitrobenzolo, (che però venne preparato solo nel 1876 da Hepp) e la nitronaftalina nel 1835. Nel 1838 Braconnot trattò con acido nitrico concentrato la segatura di legno e ottenne una sostanza infiammabile che chiamò xiloidina. Nello stesso anno Pelouze ottenne da carta, lino e cotone, la nitrocellulosa ma non ne intuì le proprietà, che furono rivelate da Schönbein nel 1846 e contemporaneamente da Böttger.
Nel 1847 fu scoperto l'esplosivo fondamentale nella storia e nella tecnica degli esplosivi moderni: la nitroglicerina: il merito va all'italiano prof. Ascanio Sobrero, allora insegnante di chimica nella Scuola di Meccanica e Chimica Applicata alle Arti di Torino.
« Nel suo Laboratorio della Scuola di Meccanica e Chimica Applicata alle Arti di Torino, Sobrero scoprì, alla fine del 1846, la nitroglicerina, della cui preparazione e delle cui caratteristiche dava notizia all'Accademia delle Scienze di Torino il 21 febbraio dell'anno 1847.
« Nel febbraio del 1848 passò come insegnante di chimica docimastica alla Scuola di Chimica dell'Università di Torino; dal 1852 fu professore di chimica docimastica alla Scuola di applicazione per gli ingegneri dove rimase fino al 1882, epoca in cui fu giubilato. Segretario perpetuo dell'Accademia delle Scienze di Torino, fu dal 1875 consulente dello stabilimento di Avigliana (fondato nel 1873) che nel 1879 gli eresse un busto. « Morì il 26 maggio 1888 ».
Lo stabilimento di Avigliana, ha cessato la propria attività nel mese di marzo 1965. Il busto si trova attualmente nello stabilimento di esplosivi della Soc. Montecatini Edison ad Orbetello (Grosseto) insieme ad un campione di nitroglicerina preparata da Sobrero. A proposito di questo campione, nel gennaio 1.932 Lodovico Avogadro scrisse: « Piro-Glicerina preparata dallo scopritore Prof. Ascanio Sobrero nell'anno 1847 »
« La storia di questo campione noto a tutti gli esplosivisti del mondo e di frequente ricordata da molti libri e riviste di chimica, mi è stata raccontata dal prof. Ivanhoe Ceruli già direttore della Scuola Chimica Cavour, il quale a sua volta ne aveva avuto notizia dai suoi predecessori nella scuola che avevano conosciuto da vicino Ascanio Sobrero.
« Il campione ottenuto da Sobrero nelle sue prime ricerche aveva il peso di circa mezzo chilo ed il Sobrero lo conservò gelosamente nella collezione del suo laboratorio di chimica docimastica alla Scuola degli Ingegneri al Valentino di Torino. Quando il Prof. Cossa,. succedutogli nell'insegnamento verso il 1882 s'accorse della presenza in laboratorio di un così pericoloso campione, invitò il Sobrero a ritirarlo ed allora questi pensò di regalarlo alla Scuola di Chimica Cavour.
« Ma tanto il prof. Vincenzo Fino quanto il prof. Porro, allora insegnanti in quella scuola, pur non osando rifiutare il dono, non se ne mostrarono entusiasti, al punto che lo nascosero in un vano di muro del Laboratorio.
« Più tardi il Sobrero venne a sapere che la Dinamite Nobel avrebbe gradito avere quel campione, si affrettò a ritirarlo nel 1886 e dopo un lavaggio della nitroglicerina con carbonato sodico, lo portò allo stabilimento di Avigliana, firmando un verbale di consegna per l'autenticità del campione. Nel 1930 fu rintracciato il campione abbandonato nel piccolo magazzinetto terrapienato che il Laboratorio aveva lungo la strada che conduce alla Balistite e passando di fronte alle cartuccerie. Nessuna notizia ho potuto avere del verbale che autentica il campione; risulta però da fac-simili di manoscritti Sobrero riportati dalla letteratura, che l'etichetta di questo campione è effettivamente scritta di pugno del Sobrero stesso ».
Con la nitroglicerina furono eseguiti anche lavori importanti ma forte era il pericolo sia nel trasporto sia nell'uso data la sua sensibilità agli urti.
Con la nitroglicerina fu aperto, nell'anno 1855 e seguenti, il traforo di Hoosac, lungo 7 km, in roccia dura. Il traforo, situato presso Adams, nel Massachusetts (U.S.A.) fu iniziato con polvere nera, poi vi fu usata la nitroglicerina a partire dal 1858. Questo esplosivo giungeva in cantiere da un luogo di produzione lontana oltre 100 km ed era trasportato su carri in recipienti di ferro circondati da spugna contenuti in casse di legno guarnite con strisce di gomma. Non si ebbero incidenti nel trasporto, ma molti nell'uso in sotterraneo.
Nel 1857 Lammot du Pont introdusse una variazione nella composizione della polvere nera, sostituendo al nitrato di potassio il molto più economico nitrato di sodio. Ciò permise di far estendere l'uso della polvere nera.
Nel 1867 due chimici svedesi, Ohlsson e Norrbin, brevettarono come esplosivo l'ammoniakkrut, composto da nitrato ammonico solo o in miscela con carbone di legna, segatura, acido picrico, nitroglicerina, ecc.
Nello stesso anno lo svedese Alfredo Bernardo Nobel (fig. 1.4), scoprì che un impasto di nitroglicerina con terra porosa era ancora un potente esplosivo, pur essendo abbastanza insensibile agli urti e ne perfezionò la preparazione e il dosaggio, dando vita alla dinamite.
Alfredo Nobel si era a lungo interessato, insieme al padre Emanuele, di esplosivi in Russia e in America. Rientrati entrambi a Stoccolma nel 1862 cominciarono ad occuparsi della nitroglicerina e nel 1863 ne costruirono ad Heleneborg, vicino alla città, la prima fabbrica.
La nitroglicerina veniva prevalentemente usata allo stato libero, cioè liquido.
Per le spedizioni essa veniva posta in bottiglie che erano a loro volta contenute in cassette di legno; per proteggere le bottiglie dagli urti si riempivano gli spazi vuoti della cassetta con Kieselgur (farina fossile).
Un giorno avvenne che da una bottiglia sfuggì un po' di nitroglicerina. Nobel si accorse che essa veniva tutta assorbita dalla Kieselgur e ciò gli suggerì l'idea di provare questa sostanza al posto del carbone poroso. Constatò così che la Kieselgur tratteneva sino al 75% di nitroglicerina formando un prodotto plastico che poteva facilmente essere modellato in forma di cartucce e che presentava una sensibilità agli urti inferiore a quella della nitroglicerina libera: nasceva così nel 1867, la dinamite a base inerte.
Dal 1870 al 1873 Alfredo Nobel girò ripetutamente l'Europa per fondare altre fabbriche di dinamite, mentre non cessò di studiare il modo di migliorare questo esplosivo aggiungendo all'assorbente inattivo sali ossidanti e sostanze combustibili: così le dinamiti divennero a base attiva.
Nel 1875 Nobel scoprì le gelatine dinamiti, nelle quali la nitroglicerina, anziché essere, assorbita dalla farina fossile inerte, è gelatinizzata da cotone collodio: questa è stata la prima delle dinamiti a base esplosiva.
Nel 1870 Nobel introdusse nella composizione della dinamite il nitrato ammonico (scoperto nel 1659 ma non usato fino ad allora come esplosivo). L'uso si è esteso però notevolmente solo dopo il 1930 e oggi si fabbricano dinamiti con percentuali fino al 75 % di nitrato ammonico. Questo è anche base di altri esplosivi.
Fino a circa il 1870 nelle miniere si usava polvere nera in grani gettandola nei fori libera oppure chiusa in cartocci preparati al momento dai minatori (ogni minatore sparava le sue mine).
Nel 1875 si cominciò a usare polvere nera compressa, fabbricata dalla Davey-Bickford.
Il primo impiego della dinamite in sotterranei di miniera risale al 1878, ma il suo prezzo, quattro volte maggiore di quello della polvere nera, ne faceva limitare l'applicazione a casi speciali.
Sprengel, nel 1871, riconobbe le qualità esplosive dell'acido picrico (scoperto, come prodotto chimico, un secolo prima da Woulff) e nel 1881 introdusse gli esplosivi a base di clorati (di questi era stata già tentata l'applicazione ma senza successo per la loro relativa pericolosità).
Gli esplosivi Favier, apparsi nel 1887, sono miscele di nitrato ammonico con vari dosamenti di nitronaftalina, nitroglicerina ecc. Sono stati ottenuti altri esplosivi similari sostituendo trinitrotoluene alla nitronaftalina.
Già nel 1841 Deville aveva tentato la nitrazione del toluene; vi riuscì nel 1863 Wilbrand e nel 1888 H. Kopp preparò il trinitrotoluene simmetrico, che fu fabbricato nel 1889 in Germania come esplosivo e prese il nome di tritolo. Nello stesso anno fu messa a punto la cheddite, a base di clorato. Degli esplosivi al clorato può essere considerata precursore la polvere bianca preparata nel 1788 da Berthollet (25% di zucchero, 25 % di ferrocianuro di potassio, 50% di clorato potassico); però questo esplosivo non fu applicato perché saltò in aria il molino in cui lo si preparava.
L'azotidrato di piombo è stato preparato da Curtius nel 1890 e rilanciato da Wòhler nel 1907; il T4 fu proposto da Henning nel 1899. La pentrite fu preparata per la prima volta nel 1891 da Tollens.
1.10 - Dal principio del secolo attuale, il numero degli esplosivi studiati e sperimentati è stato enorme. La ragione è che parecchie famiglie di composti chimici dànno luogo a esplosivi; però negli ultimi decenni il campo delle materie utilizzate si è ristretto a quelle i cui prodotti nel complesso garantiscono i migliori risultati, quali scarsa pericolosità nella fabbricazione e nella manipolazione, sicurezza di impiego, stabilità, basso prezzo.
Alla fine del secolo scorso è stata realizzata la liquefazione industriale dell'aria e la separazione dei suoi componenti allo stato liquido. Ciò portò a studiare la possibilità di adoperare l'ossigeno liquido come esplosivo e se ne fece una vasta applicazione nell'apertura del traforo del Sempione nel 1906. Si ebbero però molte difficoltà con questo esplosivo, cui fu rivolta ancora l'attenzione dopo la prima guerra mondiale.

Esplosivi preparati sul posto
Già dal secolo passato (1871) sono stati studiati esplosivi da preparare sul posto al momento dell'impiego (i componenti non essendo esplosivi, il loro trasporto non presenta problemi.). Però solo intorno al 1881 Sprengel in Inghilterra propose un esplosivo del genere che ebbe applicazione, il rendrock, e Divine in America propose un esplosivo detto rack a rock. Entrambi questi sperimentatori, come poi parecchi altri, cercarono di utilizzare come componente degli esplosivi i clorati, specialmente il clorato di potassio.
Si ebbe così il prométhée nel 1886, il donnar nel 1901, il miedziankit nel 1912 ed altri meno noti. Però questi esplosivi presentano qualche pericolo sia nella preparazione sia nell'impiego per cui dopo la prima guerra mondiale sono praticamente scomparsi dall'uso.
1.12 - Un cenno particolare meritano gli esplosivi NA-OC, miscele di nitrato ammonico ed olio combustibile, che possono anche essere preparate al momento dell'impiego. Storicamente l'idea di una preparazione del genere è molto vecchia e la si può far risalire alle proposte di Obisson e Norrbin in Svezia, del 1867. Hanno fatto seguito gli studi di Favier (Francia) del 1885, poi altre serie di tentativi fra le due guerre mondiali, indi quelle cominciate dopo il 1950, che hanno portato ad applicazioni notevoli e interessanti: a partire dal 1954 in lavori all'aperto e dal 1958 anche per lavori in sotterraneo.
Alle miscele NA-OC si vanno già sostituendo miscele di nitrato ammonico con metalli o con esplosivi potenti: si tratta di miscele semiliquide, dette slurry, il cui uso comincia a dilatarsi a scapito delle miscele NA-OC e degli esplosivi tradizionali potenti.

Esplosivi di sicurezza
Di molti studi sono stati oggetto gli esplosivi cosiddetti di sicurezza perché diminuiscono il pericolo di esplosione del grisù e delle polveri di carbone per effetto del brillamento delle mine.
Già nel 1872 James McNab proponeva, per ridurre i rischi di infiammazione delle mine, un involucro di acqua per gli esplosivi, involucro che fu studiato e brevettato da Settle nel 1875 (realizzazioni in questo campo sono dovute anche a Sprengel nel 1873).
Il sistema ha perso di importanza quando gli esplosivi sono stati resi meno pericolosi mediante l'incorporazione di sali inerti.
In Belgio nel 1904 Watteyne riprese l'idea di avviluppare le cartucce con acqua, che viene polverizzata dall'esplosione e nel 1905 riconobbe l'azione favorevole del nitrato ammonico. Dopo il 1911 si è pensato di mescolare polveri inerti agli esplosivi, prima all'imboccatura del foro, poi sotto forma di guaina (questo sembra sia merito di E. Lemaire nel 1914) per tutta la lunghezza della cartuccia, lasciando però libere le estremità di questa per non ridurre troppo l'attitudine alla detonazione. Le guaine sono state fatte con bicarbonato di sodio, cloruro di sodio e fluoruro di calcio, poi nel 1930 esse sono state sostituite dalle guaine rigide.
Dopo il 1950 sono stati perfezionati gli inibitori e Ahrens ha indicato i vantaggi degli esplosivi a reazione ritardata, contenenti sali detti a scambio di ioni, che hanno dato buoni risultati.

L'intasamento
Nelle prime mine la carica veniva chiusa infilando nel foro un bastone di legno approssimativamente calibrato.
L'intasamento con argilla fu introdotto nel 1687 nelle miniere di Clausthal (Harz) da Carl Zumbe. Successivamente sono stati impiegati anche la sabbia e altri materiali, nonché l'acqua e soluzioni varie. Il primo brevetto per l'impiego dell'acqua fu ottenuto da James MacNab nel 1876 e perfezionamenti sono stati descritti da Heise nel 1904, ma il sistema si è relativamente esteso solo dopo l'ultima guerra mondiale.

Accensione ed innescamento delle cariche
Il bastone usato come intasamento nelle prime mine a polvere nera presentava lungo una generatrice del cilindro una scanalatura. In questa passava il sistema di accensione costituito da una paglia piena di polvere o da uno stoppino solforato, oppure ancora da un tubetto di legno o di lamierino, pure riempiti di polvere nera. Come intermedio (per dar tempo al fochino di allontanarsi) serviva un mezzo a combustione lenta, per esempio l'esca a miccia solforata.
Il progresso fondamentale in questo campo è rappresentato dall'invenzione della miccia di sicurezza a lenta combustione effettuata nel 1831 da William Bickford a Tuckingmill (Cornovaglia), che la brevettò il 6 settembre 1836 e ne iniziò la fabbricazione. L'impiego di questa miccia si diffuse però lentamente.
La miccia detonante sotto piombo è stata messa a punto per la prima volta nel 1906 negli stabilimenti David Bickford e quella a guaina floscia pure negli stessi stabilimenti nel 1914 (questa ultima ha ormai soppiantato completamente la miccia sotto piombo).
Fu Nobel nel 1867 a inventare il primo detonatore abbastanza sicuro ed efficiente, costituito da un tubetto di stagno riempito con fulminato di mercurio, destinato ad essere usato con la miccia di sicurezza.


BRILLAMENTO DI MINE IN VOLATA

Il brillamento di parecchie mine in volata sembra sia stato introdotto nel 1725 in Sassonia e in Boemia.

Brillamento di mine con l'elettricità
Il brillamento elettrico risulta applicato nel 1829 da Moses Shaw di New York, facendo brillare una scintilla nel fulminato di argento.
La prima applicazione notevole risulta però quella avvenuta nel 1851 in una miniera di ferro situata nel dipartimento dell'Ardèche (Francia). Poiché l'umidità provocava numerosi colpi mancati, un ingegnere di nome Dumas ebbe l'idea di servirsi di una pila Bunsen, la cui corrente arrivava con due fili di rame a un sottile filo di ferro sistemato al centro della carica di polvere nera: il filo si scaldava e accendeva la polvere.
Nel 1862 lo stesso ing. Dumas costruì una lampada composta da una pila Bunsen, da un rocchetto di Ruhmkorff e da un tubo fluorescente di Geissler. L'apparecchiatura fu subito utilizzata per il brillamento delle mine (quindi può essere considerata il primo esploditore portatile costruito) collegando i poli della bobina a un « razzo di Stateham ». Questo razzo (progenitore dei detonatori elettrici) era costituito di due conduttori di rame e di ferro zincato collegati ai poli della bobina e le cui estremità erano fissate una di fronte all'altra in un piccolo manicotto di guttaperca nel quale era sistemata una piccola quantità di fulminato di mercurio, posta al centro di una carica di polvere da caccia (veramente il razzo di Stateham era già usato da qualche anno per lo stesso scopo con un rocchetto di Ruhmkorff, ma con apparecchiatura ancora più complicata, più pesante e a posto fisso).
I detonatori elettrici a scintilla furono sostituiti da quelli a ponticello, di cui il primo tipo utile fu quello introdotto nel 1876 da H. Julius Smith, il quale perfezionò anche un esploditore e nel 1895 brevettò un detonatore a ritardo.
Le innovazioni recenti più notevoli si sono verificate nel brillamento elettrico: detonatori elettrici a ritardo di millisecondi, detonatori elettrici speciali a grande velocità di accensione per i rilievi sismici.

Perfezionamenti nelle tecniche di impiego degli esplosivi
Nell'ultimo secolo molti sono stati i perfezionamenti introdotti nelle tecniche di impiego degli esplosivi.
Circa la disposizione delle mine negli avanzamenti, l'intesto canadese, adesso largamente applicato, deriva da quello denominato Michigan, che ha fatto la sua comparsa fin dal 1897; questo, a sua volta, può farsi discendere da un tipo di intesto molto simile praticato fin dal 1860 nel traforo del Fréjus (cfr. n. 1.25).
Da oltre un secolo è stata intuita la tecnica delle cariche spaziate. Infatti nel 1852, nell'opera di Ponson sulla coltivazione delle miniere di carbone è già descritto il principio del brillamento con camera di espansione: « Brillamento con tassello sopra e sotto: il tassello è un piccolo pezzo di legno a forma di tronco di cono, di rocchetto o di cilindro scanalato. Si mette questo sopra o sotto la cartuccia allo scopo di lasciare uno spazio voluto fra la polvere e l'intasamento o fra la polvere e la roccia. Si intasa sul tassello o sulla cartuccia con argilla, come il solito ».
Fra gli studi interessanti per la migliore utilizzazione degli esplosivi si segnala l'applicazione delle cariche cave, ossia quelle cariche con una parte incavata, lungo l'asse della quale si produce una concentrazione notevole dell'effetto di rottura.

Esplosivi nucleari
A tutti è nota la tremenda forza distruttrice che l'uomo ha imparato a liberare con l'utilizzazione dell'energia atomica, da quando il 16 luglio 1945 ad Alamogordo (Nuovo Messico, U.S.A.) fu fatta esplodere la prima bomba atomica.
Sono molti gli studi e le prove fatte da allora ad oggi per utilizzare la energia nucleare per scopi pacifici e numerosi sono i progetti per sbancamenti, scoperchiamento di giacimenti minerari, coltivazione di giacimenti affioranti, fusione di idrocarburi liquidi grezzi in giacimenti di sabbie e scisti a basso tenore, fratturazione di masse mineralizzate come preparazione alla lisciviazione, ecc. Non si fa cenno di questi esplosivi.


GLI ESPLOSIVI E IL PROGRESSO TECNICO

Il progresso tecnico molto deve all'impiego dei moderni esplosivi perché essi hanno permesso l'esecuzione rapida ed economica di sbancamenti e scavi sotterranei che altrimenti avrebbero richiesto lavoro e spesa molto maggiori.
Con la polvere nera sono state brillate, specialmente in passato, mine molto potenti. Il 18 settembre 1863 presso Mergozzo (Novara) nella cava Mazzola e Pattoni brillava la prima grande mina italiana, con una carica di 20 quintali di polvere nera: furono abbattuti 30 000 m 3 di roccia invece degli 80 000 preventivati.
Oggi non sono rare esplosioni di cariche di decine e centinaia di tonnellate di esplosivo convenzionale.
L'incidenza degli esplosivi sull'economia generale del lavoro è particolarmente sentita nei grandi trafori per gallerie idroelettriche, ferroviarie, stradali. Si ricorda che il primo grande traforo alpino, quello del Fréjus, detto del Cenisio, lungo 12 204 m e con sezione di 70 m 2, fu iniziato nel 1857 con perforazione a mano, usando come esplosivo la polvere nera. Nel 1861 fu introdotta la perforatrice a percussione Sommeiller, per cui mentre all'inizio l'avanzamento era stato di 0,6 m in 24 ore, dopo crebbe a circa 2 m. Verso la fine si usò anche dinamite, per cui l'opera fu finita il giorno di Natale del 1870, con notevole anticipo sul programma di progetto.
Tra il 1873 e il 1880 fu aperto il traforo del S. Gottardo, lungo 14.998 m, con sezione di 41 mq , usando nitroglicerina gelatinata; l'avanzamento fu di 3 - 4 m per 24 ore.
Il traforo del Sempione, lungo 19770 m. con due gallerie aventi sezione di 23,2 mq, fu aperto dal 1898 al 1905 con perforazione a rotazione usando come esplosivo la nitroglicerina gelatinata; si raggiunse l'avanzamento medio giornaliero di 4,5 = 5,2 m.
Il grande traforo del Lötschberg, di 14.600 m, fu aperto dal 1907 al 1913 usando dinamite; l'avanzamento medio fu di 7,33 m nell'imbocco nord e di 7,00 m nell'imbocco sud.
Dopo altri trafori notevoli si è giunti (1959-1962) a quello autostradale del Monte Bianco, lungo 11 600 m, con sezione di scavo di 82 mq . Nella parte italiana, nel tratto finale sono stati raggiunti avanzamenti record sia per galleria a tutta sezione sia per galleria a sezione ridotta, di 52,60 m 2 ; infatti in 7 mesi sono stati scavati 2059,50 m di galleria (130 970 m 3 di roccia), con un avanzamento medio di oltre 9,5 m al giorno.
Un'applicazione degli esplosivi che merita un cenno è quella per rilevamento geosismico, introdotta nel 1924 con cariche sotterranee. I primi studi per il rilevamento geosismico con cariche esterne sono quelli effettuati dagli Americani nella seconda spedizione Byrd nell'Antartico a partire dal 1933.
Volendo tentare una sintesi si può dire che per 700 anni il campo degli esplosivi è stato appannaggio della polvere nera la quale, giusto un secolo fa, è stata soppiantata dalla dinamite e che questa comincia ora a trovare seri concorrenti nelle miscele a preparazione estemporanea, come sono le miscele di nitrato ammonico e olio combustibile e gli slurry.
A titolo di curiosità si fa il seguente raffronto: al n. 1.1 si è ricordata la costruzione dell'emissario in galleria del Fucino, nel quale furono impiegati per 11 anni, dal 41 al 52 dopo Cristo, 30 000 uomini; oggi, con l'introduzione delle moderne tecniche di perforazione, ventilazione, trasporti, ma soprattutto per l'introduzione degli esplosivi, la stessa opera potrebbe essere completata da 50 uomini, suddivisi fra due attacchi agli estremi, qualora non occorra rivestimento, in meno di due anni.
Se, per qualche ragione particolare, si mira alla velocità di avanzamento trascurando l'economia generale del lavoro, le velocità che si possono raggiungere sono sbalorditive.


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