ESPLOSIVI

L'evoluzione delle materie esplodenti dopo l'invenzione della polvere nera (circa 1250) riprende con Berthollet che nel 1788 scopre il clorato di potassio ed inizia esperimenti per sostituirlo al salnitro nella polvere nera. Poco dopo Howard scopre il fulminato di mercurio (1799) e Brugnatelli (1902) il fulminato d'argento.
Nel 1831 Bickford inventa la miccia a lenta combustione per mine, che sostituisce le cannucce di paglia riempite di polvere nera, usate fino ad allora assieme a corde imbevute di salnitro ed incatramate. Gli esplosivi moderni derivano però dalla scoperta della nitratazione di sostanze organiche ottendosi il nitrobenzolo (1834), la nitronaftalina (1835) e l'acido picrico (1843). Nel 1846 Sobrero scopriva la nitroglicerina e Schoenbein il cotone fulminante; dalla prima sarebbero derivate le dinamiti a seguito della scoperta di Nobel (1867) che essa poteva essere stabilizzata e resa maneggiabile con un certa sicurezza mescolandola con sostanze inerti quali la farina fossile; dal secondo le polveri senza fumo. Negli anni successive venivano scoperti il tritolo, il tetrile, il T4 e la pentrite. Gli esplosivi si distinguono dalle usuali sostanze combustibili per il fatto che essi contengono, legata nella loro molecola, anche la sostanza comburente (ossigeno). Di conseguenza essi bruciano con altissime velocità di combustione generando altissime pressioni pressoché istantanee.
Gli esplosivi si distinguono in e. deflagranti o da lancio ed e. detonanti; questi ultimi in esplosivi da scoppio o dirompenti e in esplosivi da innesco. La distinzione tra esplosivi da lancio ed esplosivi da scoppio o dirompenti veri e propri non è di sostanza, ma fondata sulla diversa velocità di esplosione. Le polveri da sparo esplodono con velocità da 10 a 1000 mm/s con durata dell'ordine di decimi o centesimi di secondo (deflagrazione); gli esplosivi con velocità da 2.000 a 9.000 m/s e durata dell'ordine di micro o millisecondi; entro certi limiti è possibile ottenere che un esplosivo da lancio esploda e che un esplosivo dirompente bruci. Le materie esplodenti, da un punto di vista tecnico, si distinguono quindi in:
1 - Esplosivi primari o innescanti. I normali esplosivi non esplodono per effetto di normali sollecitazioni meccaniche o per effetto del calore, ma bruciano o, al massimo, deflagrano. Per innescare l'esplosione debbono venir impiegati degli esplosivi estremamente sensibili alle azioni esterne e che detonano per effetto del calore o della percussione; essi sono solitamente contenuti in modesta quantità in piccoli tubetti metallici (detonatori). Tra questi esplosivi primari i più usati sono, di solito miscelati fra di loro o con altre sostanze, il fulminato di mercurio, l'azotidrato di piombo o d'argento, lo stifnato di piombo, il tetrazene, il DDNP, ecc. (si legga anche quanto scritto più avanti trattando dei detonatori).
2 - Esplosivi secondari da scoppio o dirompenti. Questi eplosivi vengono tradizionalmente distinti in militari e civili in base a varie considerazioni (costo, manegevolezza, possibilità di lavorarli o fonderli in forme prestabilite, conservabilità, ecc). Non si deve però dimenticare che molti esplosivi militari finiscono poi sul mercato civile come esplosivi di recupero e vengono mescolati fra di loro o con esplosivi civili. Noti esplosivi militari (= destinabili ai militari e non che li usino solo loro!) sono il tritolo (o TNT) l'acido picrico (o Melinite, Ekrasite), la pentrite (PETN), il tetrile (CE, Tetralite), l'esogeno (Hexogene, T4, Ciclonite, C6); essi vengono usati da soli o mescolati tra di loro in vario modo o con altre sostanze (ad es. polvere d'alluminio) che ne migliorano ulteriormente le prestazioni. Quando gli esplosivi vengono mescolati con sostanze plastiche quali vaselina, cere o polimeri sintetici, si ottengono gli esplosivi plastici; quando vengono gelatinizzati si ottengono le gelatine, di consistenza gommosa o pastosa. Proprio in questa categoria si riscontra uno degli esplosivi più potenti e cioè la gelatina esplosiva formata per oltre il 90% di nitroglicerina e per il resto da cotone collodio. Negli Stati Uniti sono noti gli esplosivi plastici a base di T4 e noti con il nome di C (T4 e vaselina, olio minerale), C2 (T4 e nitrocellulosa), C3 (T4, nitrocellulosa , binitrotoluolo e tetrile), in cui la lettera C sta per "compound" o "composition". In campo civile si impiegano esplosivi da mina a base di nitrato d'ammonio o di potassio (specie quali esplosivi di sicurezza per miniera) o gelatina gomma a base di nitroglicerina e cotone collodio, o dinamiti a base di nitroglicerina e sostanze inerti. Più raramente esplosivi a base di clorato di potassio (chedditi). Per lavori di poca importanza si usa ancora la polvere da mina formata da polvere nera in grossi grani. La polvere nera finemente granulata, viene usata ancora in armi ad avancarica e per usi pirotecnici.
Fra tutti gli esplosivi secondari, quelli che possono presentare pericoli nel maneggio e nel trasporto sono le gelatine e le dinamiti contenenti la nitroglicerina poiché questa può trasudare dal composto (specialmente per effetto del gelo) e quindi esplodere anche per urti modestissimi.
3 - Polveri da sparo senza fumo. Esse vengono impiegate per il lancio di proiettili in armi leggere e si distinguono in polveri alla nitrocellulosa (a semplice base) ottenuta dalla nitratazione mediante acido solforico ed acido nitrico di cotone o cellulose o alla nitroglicerina (a doppia base) ottenuta gelatinizzando la nitrocellulosa con la nitroglicerina o altra sostanza. Le polveri più note di questa categoria sono la balistite (nitroglicerina + cotone collodio) e la cordite (nitroglicerina + fulmicotone). Per usi civili vengono ormai usate prevalentemente le polveri alla nitrocellulosa.
Cariche esplosive speciali
Le cariche esplosive si distinguono in cariche cubiche o concentrate, in cui l'esplosivo è ammassato in forma più o meno globulare, e in cariche allungate che è ogni carica in cui l'esplosivo è disposto in modo che la lunghezza della carica sia almeno quattro volte la sua sezione minore, come ad esempio avviene in un foro nella roccia. Se la base di appoggio di un blocco di esplosivo viene scavata in modo da ricavare una cavità emisferica o parabolica gli effetti dell'esplosione si concentrano, come i raggi di uno specchio parabolico, in corrispondenza della cavità, aumentandone l'effetto distruttivo. Se il blocco è circolare si parlerà di carica cava circolare; se il blocco è a forma di parallelepipedo (una specie di coppo), si parlerà di carica cava allungata. Le cariche cave vengono utilizzate per operazioni di perforazione e taglio o per scavare buchi. Talvolta l'esplosivo viene confezionato in tubi di acciaio di un metro o due di lunghezza, innestabili l'uno sull'altro, per aprire varchi in reticolati o campi minati o per demolizioni varie (tubi esplosivi, bangalore torpedoes) Le cariche possono essere interne, se collocate a riempire una cavità del corpo da demolire (foro da mina e camera da mina se vuote, petardo e, rispettivamente, fornello, quando caricate), oppure esterne quando vengono semplicemente appoggiate al corpo da demolire. Normalmente sia le cariche interne che quelle esterne vengono intasate (cioè con idonei materiali, quale sabbi, terra, coperture,ecc.) si crea una resistenza sul lato opposto a quello su cui deve svolgersi l'opera di demolizione.
L'esplosione
La potenza di un esplosivo ed i suoi effetti dipendono da vari fattori, quali la velocità ed il calore di esplosione, la quantità di gas prodotti, influenzata dalla temperatura di esplosione, e le conseguenti pressioni realizzabili. Esplosivi ad alta velocità di detonazione hanno maggori effetti distruttivi anche per semplice contatto (effetto brisante), potendo tranciare di netto piastre e sbarre metalliche; esplosivi che producono molto gas sono più idonei in campo civile (cave, gallerie, ecc.) in cui occorre sfruttare l'effetto di distacco. In campo militare si useranno prevalentemente i primi per il caricamento di bombe o di proiettili, sfruttando sia l'effetto dell'onda di pressione iperrapida sviluppata, che gli effetti prodotti dalla schegge, sia per opere di sabotaggio appoggiando direttamente l'esplosivo sul manufatto da distruggere; in campo civile gli esplosivi verranno impiegati con cariche intasate, vale a dire inserite in fori scavati nella roccia o nel terreno. Come si è detto però gli usi sono in larga parte scambiabili e ogni esplosivo militare potrebbe essere efficacemente usato per lavori civili e viceversa; la stessa polvere da sparo, se opportunamente intasata e compressa in recipienti, può servire per confezionare ordigni esplosivi (vedi sotto).
La prova più usata per determinare la potenza di un esplosivo consiste nel farlo esplodere entro un grosso blocco di biombo (blocco di Trauzl) e nel misurare poi il volume della cavità creatasi. In base ad essa, se si assume che la gelatina esplosiva abbia il valore eguale a 100, si ha la seguente scala di valori per gli altri esplosivi:
Gelatina esplosiva, 100
T4, 90
Pentrite, 80
Tritolo, 50
Fulminato di mercurio, 20
Polvere nera, 7
Generalmente in campo militare, e per opere di demolizione, si preferisce calcolare il coefficiente di equivalenza rispetto al tritolo, posto eguale ad 1. Si avrà in questo caso:
Tritolo, acido picrico, miscele a base di dinamite, gun-cotton, 1
Gelatina esplosiva, 0,7
C2 e C3, T4, pentrite, 0,8
Tetrytol, tritolite, pentrolite, 0,9
Nitroammido, dinamite, 1,2
Esplosivi al nitrato d'ammonio, 1,4
Polvere nera da mina, 2,3
Vale a dire che agli effetti pratici Kg 2,3 di polvere da mina equivalgono a Kg 1 di tritolo (varia ovviamente la velocità di esplosione e quindi l'effetto di brisanza dell'esplosione).
Il valore TNT- equivalente si può calcolare in vari modi; il più semplice è quello di prendere in considerazione solo il calore di esplosione, trascurando così la velocità di detonazione. Il calore di esplosione del tritolo è di 1,08 e quindi si può assumere che 1 grammo di tritolo sviluppi una caloria. Se si moltiplica il calore di esplosione di un esplosivo per 0,925 (rapporto fra 1,08 e 1) si ottiene il fattore di equivalenza. Ad esempio il calore di esplosione della nitroglicerina è pari a 1,6; 1,6*0,92 = 1,47 il che significa che un chilogrammo di tritolo corrisponde 0,68 kg di nitroglicerina. Un fattore inferiore ad 1 indica che l'esplosivo è meno potente del tritolo. Ad esempio il nitrato di ammonio ha un fattore di 0,5 e quindi 2 kg di esso corrispondono ad un kg di TNT . Sia chiaro che ciò nulla dice in ordine alla brisanza.
Riporto qui alcune tabelle trovate in letteratura

 

I volumi di gas prodotto possono essere pari a 10.000 - 30.000 volte quelli iniziali con temperature fino a 3000 gradi e le pressioni raggiungibili arrivano normalmente attorno alle 20.000 atmosfere con picchi di 150.000 atmosfere. L'esplosione dà luogo ad un'onda esplosiva od onda di pressione, con effetti a breve ed a lunga distanza. A lunga distanza si crea un'onda di pressione dipendente dal mezzo circostante (nell'aria si ha lo spostamento d'aria, nell'acqua uno scoppio subacqueo) che si propaga creando una sovrapressione di parecchi bar, seguita da una fase più lunga di depressione (risucchio) che naturalmente non può essere superiore alla pressione atmosferica di un bar. L'onda di pressione che incontra un oggetto produce delle lesioni che possono poi venir aggravate dall'onda di risucchio; ad esempio un muro può essere lesionato dall'onda esplosiva e poi fatto cadere dall'onda di risucchio o retrograda. Una persona viene scaraventata a terra. E' per tale fenomeno che gli effetti di una bomba possono apparire diversi da quelli dettati dalla comune esperienza; ad esempio l'esplosione di una bomba in una strada può far ritrovare le saracinesche dei negozi e le vetrine sventrate verso l'esterno, le pareti crollate verso la strada ed il tetto scoperchiato verso l'alto. L'onda di risucchio creata dall'aria che ritorna violentemente verso il centro dell'esplosione può dar luogo a una successiva onda rimbalzante all'indietro, ma di non rilevante potenzialità. Quando l'esplosione avviene nel terreno, si creano in esso delle vibrazioni con onde d'urto simili a quelle di un terremoto, che possono cagionare lesioni agli edifici o che possono avere l'effetto di una mazzata su di una persona a contatto con la superficie investita (una bomba che scoppia sotto una nave può provocare lesioni a coloro che si trovano sulla sua tolda per il solo effetto dell'urto). E' per questo motivo che chi si trova a breve distanza da un'esplosione deve stendersi a terra avendo però l'avvertenza di reggersi solo sulle punte dei piedi ed i gomiti: in tal modo evita lo spostamento d'aria, l'ondata di calore e l'onda d'urto trasmessa dal terreno. A breve distanza invece, l'esplosione agisce direttamente con onde d'urto pulsanti che attraversano l'oggetto e vengono riflesse dalle sue superfici libere così che si creano in esso sovratensioni che ne provocano la rottura. Questo effetto viene sfruttato particolarmente nelle granate anticarro in cui una carica di esplosivo viene fatta esplodere contro la blindatura; ciò provoca il distacco di porzioni del lato interno di essa con proiezione devastante di frammenti. All'esplosione segue normalmente una fiammata con possibile proiezione di corpi incandescenti che possono provocare incendi nonché una irradiazione di calore che può essere la causa di ustioni da irradiazioni (ustioni da lampo) e di possibili incendi (può infiammare gli abiti di persone presenti in un certo raggio). Nel caso di esplosivo caricato in contenitori metallici (mine, bombe, proiettili, ordigni esplosive), o di bombe chiodate create legando grossi chiodi attorno ad un nucleo di esplosivo, vi è l'ulteriore effetto della proiezione di frammenti metallici di varie dimensioni (schegge), ad una velocità che varia dai 1000 ai 1500 m/s; la distanza di proiezione varia naturalmente a seconda delle dimensioni della scheggia, del suo peso e della sua forma. Frammenti minuti ma aventi elevata velocità possono cagionare lesioni più ampie di quelle prevedibili.

L'energia sviluppata da una esplosione è grandissima, ma concentrata in mezzo millesimo di secondo.
Una massa di 2500 kg di esplosivo con un calore di esplosione di 6700 kJ/kg detona in 500 μs e libera un'energia (effettua un lavoro) di
2500 kg* 6700 kJ/kg =16,75 106 kJ
e poiché 3,6 kJ sono pari ad un Watt ora (ossia l'energia necessaria a fornire una potenza di un Watt per un'ora)
16,75 106 kJ / 3,6 kJ = 4653 kWh
La produzione di energia del mondo nel  1966 fu di 3,5 * 1012 kWh e perciò è come se si fossero sviluppate nel corso del 1966 una serie di 7,53 * 108 esplosioni.
La potenza svolta dall'esplosivo (ossia il lavoro svolto dall'esplosione nell'unità di tempo per cui kWh / h)  in 500  μsec ossia 500 * 10-6 sec  = 5 * 10-4 sec  = 1.38* 10-7 ora è di
4650 kWh / 1.38* 10-7 ora = 3,3510 kW
La produzione di energia del mondo nel  1966 fu di 3,5 * 1012 kWh
Quindi la potenza totale di tutte le centrali del mondo in 360 giorni di 24 ore (quindi 8640 ore) ammontava a
3,5 * 1012 kWh / 8640 ore = 4,05 * 108 kW
e quindi la potenza mondiale impegnata nel 1966 risulta il 74,4% dell'esplosione.

L'ESPLOSIONE
L’esplosione provoca un’onda d’urto che si propaga ad altissima velocità. La velocità di propagazione è costante.  Essa può essere calcolata mediante l’equazione chimica relativa ai gas ideali  e il calore di esplosione; calcoli da prendere sempre con precauzione perché molti sono i fattori che diminuiscono il rendimento teorico.

Il calcolo teorico dei fenomeni ricollegati ad una esplosione è estremamente complesso ed esula dallo scopo di questo scritto e dalle mie capacità matematiche; però vi sono delle formule empiriche, ricavate dai dati sperimentali, che consentono di farsi una idea delle forze in gioco con una approssimazione sufficiente nella maggior parte dei casi. Esse non vanno confuse con le formule a braccio (Rules of Thumb in inglese, Faustformel in tedesco) che forniscono solo dati orientativi (ad. es, per sapere a quante centinai di metri  è caduto un fulmine, contare i secondi fra il lampo e l'arrivo del suono e moltiplicare per tre).
In materia di esplosioni, ad es., si dice, a braccio, che per esplosivi medi (TNT):
- Un kg di esplosivo sviluppa circa 1000 litri di gas
- Un kg di esplosivo sviluppa circa 1000 Kcal di energia che, se trasformata tutta in calore, porterebbe ad abolizione 10 litri di acqua.
- I gas prodotti da una esplosione, e prima che inizino ad espandersi, hanno una temperatura di 2000-3000 K e una pressione da 50 a 150 Kbar.

Una approssimazione accettabile si ottiene con le seguenti formule empiriche in cui il quantitativo è indicato per il TNT: per altri esplosivi calcolare il TNT-equivalente
Fireball
Al momento dell'esplosione si crea anche una sfera di fuoco il cui diametro approssimativo per esplosivi medi (TNT) è dato dalla formula
D[m] =3 * Peso[kg] ^0,3
In altre parole il diametro in metri è dato dalla radice cubica del peso in kg moltiplicata per 3.
Per un peso di un kg di TNT si avrà una sfera fuoco di circa 3 metri.

 Cratere
Il cratere dell'esplosione di un esplosivo appoggiato sul suolo dipende dal tipo di esplosivo e dal tipo di suolo.

In via molto approssimata si ritiene che il diametro D del cratere sia dato dalla formula 
D[m]= k * 0,4* P[kg]^0,333
in cui k è un fattore che varia da 1,7 per suolo molto duro a 6 per suolo molto soffice. Elevare a 0,333 equivale ad estrarre la radice cubica. 
Per proiettili di artiglieria che penetrano nel terreno si calcola un diametro del cratere pari a 10 volte il calibro. 
Le dimensioni del cratere possono essere molto variabili anche in situazioni apparentemente identiche; le esperienze hanno rilevato scarti normali del 10%, che possono salire anche al 30-40% senza motivo apparente.
Per grandi esplosioni è stata proposta la formula 
D[m] = 0,8 P[Kg]^0,333 con scarti del 30%
Uno studio sperimentale (D. Ambrosini, B. Luccioni, R. Danesi, Influence of the soil properties on craters produced by explosions on the soil surface, 2005) ha dato i seguenti risultati

corrispondenti alla formula
D [m] = 0.51* P[Kg]^0,333 [ ± 5% ]
se l'esplosivo è appoggiato sul suolo; se invece è il baricentro ad essere a livello del suolo (esplosivo seminterrato) il coeff. 0,51 sale a 0,65. La differenza di consistenza del suolo comporta variazioni del 5% in più o in meno.
Se l'esplosivo è sollevato rispetto al suolo (ad esempio dentro un veicolo) ogni previsione è aleatoria. 

Onda di pressione
In linea di massima si esprime con la formula empirica
Pressione (in PSI) = 4120 / z^3 - 105 / z^2 + 39,5 / z 
in cui  z indica la distanza reale scalata (misure in piedi e libbre).
Il calcolo viene svolto utilizzando  la nozione di TNT-EQUIVALMENTE già vista sopra.
Vediamo di comprendere il concerto di calcolo scalato: Tutti i parametri che caratterizzano un’esplosione sono principalmente dipendenti dalla quantità di energia rilasciata dalla detonazione sottoforma di onda d’urto e dalla distanza della sorgente. È possibile descrivere gli effetti di un’esplosione mediante l’utilizzo di un metodo scalato che si sostanzia da osservazioni di natura empirica ossia che onde d’urto simili sono prodotte alla stessa distanza scalata quando due cariche di analoga geometria e dello stesso materiale esplosivo, ma di differente dimensione, sono fatte detonare nella stesse condizioni atmosferiche. I parametri caratteristici della fase positiva per un’esplosione sferica di una carica di esplosivo sono dati in funzione della DISTANZA SCALATA, ovvero del rapporto tra la distanza reale R dal punto di scoppio e il la radice cubica della massa M della carica esplosiva

Quindi per una distanza reale di m 10  e un peso di 5 kg di TNT il valore della distanza scalata da usare per il calcolo è di  5,8 e non 10.
L’uso della distanza scalata consente, combinando diversi quantitativi di esplosivo in funzione delle diverse distanze, di poter rappresentare in maniera compatta una vasta gamma di situazioni rappresentabili in termini di effetti di onde d’urto. Tutti questi studi sono basati ovviamente su modelli empirici costituiti mediante approssimazioni di dati sperimentali dell’onda d’urto percepita dopo l’innesco di una determinata quantità di materiale esplosivo (solitamente TNT).

Sono stati studiati modelli empirici  che tengono conto di maggiori variabili (ad es. pressione e temperatura dell'aria), ad es, quelli di Sadovsky.
Approfondiamo il caso di un’esplosione (detonazione) di una carica sferica in aria: quando essa si verifica in maniera uniforme i conseguenti picchi di pressione e temperatura dei gas prodotti si espandano nell’aria ambiente generando un’onda d’urto che, in assenza di ostacoli, si propaga come una superficie sferica avente origine nel centro dell'esplosione. Se la forma della carica esplosiva è sferoidale essa si propaga dal punto di detonazione in tutte le direzioni in maniera uniforme.
La massima pressione sviluppata da un’onda d’urto in aria libera ad una data distanza è il cardine sul quale si basano i modelli empirici più validi (Henrych, Brode, Naumyenko e Petrovsky, Sadovsky, Kinney e Graham,  Gelfand e Silnikov, Mills Wei e Dharani). Essi sono fondati sull’idea di predire l’andamento temporale dell’onda di pressione come sola funzione sia della quantità di materiale esplosivo impiegata che della distanza alla quale si vuole valutare l’effetto prodotto (attese particolari condizioni atmosferiche ambientali): vengono, quindi, utilizzate come uniche variabili la DISTANZA SCALATA e i valori standard esplosivi del tritolo o delle miscele o in termini di TNT EQUIVALENTI.
Le formule di Sadovsky  (m = kg, r = mt, Δp1 = atm, τ+ = sec, D = m/s, u1 = m/s, c1 = m/s T1 = °K) valgono per sovrapressioni inferiori a 10 atm e per distanze non molto prossime all’origine del fronte d’onda. Nel caso di onda d'urto da esplosione di TNT (in condizioni atmosferiche standard) abbiamo:

Le formule sono troppo complesse per essere gestibili con una calcolatrice tascabile e quindi  l'amico Dr. Felice Nunziata mi ha preparato un foglio excel  in cui è sufficiente inserire distanza e peso per ottenere  i risultati ricercati. Ripeto che essi sono orientativi e che è normale  uno scarto del +/- 10% .

Effetti dell'esplosione
Gli inglesi, molto pragmatici, hanno condotto esperimenti sul "letal action of blast". E' stato accertato che una carica di TNTda 50 lbs (diciamo 24 kg), esplosa in superficie, ha effetto letale fino a circa 4 metri, demolisce un muro isolato a 15 metri e danneggia il tetto di un'abitazione a 40 metri. L'effetto non è direttamente proporzionale alla carica ed inoltre, nel caso di grosse cariche (la classica auto-bomba), non sempre l'innesco è tale da fare esplodere l'intera carica. Numerosi sono i casi di esplosione parziale.
L'essere umano, i realtà, è straordinariamente resistente alla pressione. Certamente, i timpani non ne godono e nemmeno i polmoni, ma si sopravvive.
Invece la stessa carica, nell'androne di un palazzo, provoca il crollo dell'intera costruzione, ma più per effetto dell'onda retrograda, che per effetto dell'onda diretta. Mi spiego: l'esplosione crea un'onda pressoria che, per un attimo, espelle dal palazzo l'aria e vi crea qualcosa di simile al vuoto. Terminato l'effetto, l'aria vi fa rientro ed esercita una pressione abbastanza prolungata, alla quale le strutture verticali e soprattutto orizzontali, già danneggiate dall'onda esplosiva, non resistono. Basti considerare che la sola pressione atmosferica è di 10 tonnellate per metro quadro e che i solai sono collaudati a 200 kg/mq..
In un locale "confinato" come l'autobus (o, peggio, la metropolitana), l'effetto pressorio viene incrementato dai rimbalzi dell'onda sulle pareti che originano quelli che in acustica si chiamano "battimenti"; proiezioni di metallo e vetri e l' incendio del carburante completano il quadro, come possiamo vedere in TV .
Diverso è il discorso della proiezione di frammenti metallici a cui dedico un apposito capitolo. Nella pratica si rileva spesso che la famigerata "micidiale nail bomb" ( cartuccia di TNT con cintura di chiodoni fissati con nastro adesivo), non perfora una tavola da cm 2,5 ad un metro di distanza: i chiodi si piantano di traverso a non oltre cm 1.  I bulloni perdono energia dopo un brevissimo tragitto e, per loro stessa conformazione, non riescono a penetrare del legno e nella carne di manzo (macellato ovviamente) a 2-3 metri. E non importa che la carica sia da un etto o da 15 kg: la velocità iniziale è sempre quella!
Effetti sul terreno
I danni provocati da una esplosione sono estremamente variabili, a seconda dei luoghi, ma da essi si può risalire al quantitativo di esplosivo; si possono distinguere in tre categorie
I) Terreno completamente spazzato,alberi sradicati o troncati a livello del terreno o a meno di due metri dal suolo.
Questi danni si verificano ad una distanza dall’esplosione data approssimativamente dalla formula
D[m] = 1.55 * P[kg] ^ 0,425
in cui D è il diametro della zona e P il peso dell'esplosivo (TNT equivalente) 
II)  Alberi seriamente danneggiati con rottura di rami principali, fino al limite in cui gli alberi sono integri, ma vengono asportati rametti minori e foglie. 
D[m] = 2,2 * P[kg]^0,425
III) Gli alberi hanno perso solo le foglie o esse sono rimaste attaccate al ramo ma ritorte
D[m] = 3,3* P[kg]^0,425
IV) Sottobosco e felci danneggiate  e scolorite
D[m ]= 4,38 * P[kg] ^0,.425

Effetti sul corpo umano ed edifici

Pericolo elevato di morte                                                          500        mbar
Pericolo medio (1% letalità)                                                       140        mbar
Di solito in frantumi le finestre (tutte le dimensioni)                      35-70      mbar
Distorsione cornice di edifici ad intelaiatura d'acciaio                    140-170 mbar
Rottura dei serbatoi di stoccaggio di petrolio                                  210-280 mbar
Edifici ad intelaiatura d'acciaio strappato da fondazioni                 210        mbar
Vagoni rovesciati                                                                       490        mbar
Completa distruzione di tutti gli edifici non in  cemento armato    700        mbar

La curva è riferita ad una persona di 70 kg in piedi. La pressione è indicata in psi

Questi sono gli effetti  sul corpo umano di un'onda esplosiva osservati in relazione alla pressione a cui viene esposto (1 kg/cm2 ~ 1 atm):
 > 26 kg/cm2. Morte istantanea,  disintegrazione del  corpo.
 > 8 kg/cm2.  Morte istantanea, corpo proiettato all'indietro, parti del corpo disintegrate.
 > 5 kg/cm2.  Ferite gravissime con pericolo di morte al 99%, parti del corpo disintegrate, forti danni ai tessuti molli e alle ossa
 > 3.8 kg/cm2. Ferite, pericolo di morte al 75%; in ospedale per almeno due o tre mesi
> 2.5 kg/cm2. Ferite mede con rischio di morte al 10%; in ospedale per 1-2 mesi.
> 2.1 kg/cm2. Ferite lievi; in ospedale per 7-15 giorni.
> 1.6 kg/cm2. Shock, stato di incoscienza.
> 1.1 kg/cm2. Rottura  dei timpani.
> 0.5 kg/cm2. Distanza minima di sicurezza  per artiglieri e artificieri
> 0.35 kg/cm2. Distanza minima da osservare per evitare rottura iei timpani

Questi gli effetti sugli edifici. Si considera che l'edificio  sia interamente entro il raggio di rischio
> 2.5 kg/cm2.   Distruzione di robuste strutture in acciaio, ponti.
> 1.75 kg/cm2. Distruzione o grave danneggiamento di strutture in cemento armato > 1.0 kg/cm2.  Distruzione della costruzioni non in cemento armato   antisismiche
> 0.65 kg/cm2. Crollo di edifici con intelaiature in acciaio o modernamente rinforzate con cemento armato
> 0.25 kg/cm2. Danni significativi a palazzi di città
> 0.15 kg/cm2. Crollo parziale di edifici.
> 0.05 kg/cm2. Danni lievi  agli edifici, rottura dei vetri delle finestre.

Distanza di sicurezza  e di evacuazione da bombe

Contenitore		Contenuto di esplosivo kg	Distanza letale m	Distanza minima m	Distanza consigliata m
	Tubo bomba	2,5	8	20	260
	Valigetta	25	15	50	560
	Berlina piccola	100	20	75	280
	Berlina	230	30	100	320
	Furgone	450	40	120	1350
	Autocarro	1800	60	200	550
	Semiarticolato	20.000	140	430	1600

Contento di esplosivo è il quantitativo di esplosivo TNT-equivalente che si presume caricabile o nascondibile su di un veicolo.
Distanza letale è quell' oltre cui vi sono speranze di sopravvivenza.
Distanza minima od obbligatoria di sicurezza è quella che deve rispettare chi non  deve intervenire sulla bomba; chi vi si trova deve restare lontano da finestre e pareti esterne.
Distanza consigliata è quella entro cui gli edifici devono essere evacuati.

Distanza di sicurezza per gas liquefatti ( GPL) PG

Contenitore		Massa e  volume Kg - litri	Fireball Diametro	Distanza di sicurezza
	Bombola	9 kg 19 l	12 m	50 m
	Bombolone	45 kg 95 l	21 m	100 m
	Bombolone industriale	907 kg 1893 l	56 m	220 m
	Autobotte	3,630 kg 7570 l	89 m	350 m
	Autocisterna	18,144 kg 37.850 l	152 m	600 m

 Esplosione "per simpatia"
Tra i profani è diffusa l'opinione che uno scoppio possa far esplodere spontaneamente esplosivi che si trovino nelle vicinanze. In effetti il fenomeno dell'esplosione per influenza è abbastanza limitato e condizionato dalla distanza tra le due cariche di esplosivo, dalla violenza dell'esplosione e dal mezzo in cui viaggia l'onda d'urto (aria, roccia, metallo), dalla sensibilità dell'esplosivo (ovviamente se la seconda carica è munita di detonatore, o di una spoletta sensibile alle vibrazioni, l'effetto simpatia potrà verificarsi a maggior distanza). Esperimenti eseguiti con cartucce di gelatina esplosiva hanno stabilito, a titolo di esempio, che per aversi effetto simpatia esse debbono essere a non più di 60 cm se appoggiate su di una lastra metallica, a non più di 30 cm se appoggiate su terreno consistente, a non più di 10 cm in acqua. In aria l'effetto simpatia non si ha oltre pochi millimetri. In genere si assume che non vi sia esplosione per simpatia di esplosivi non innescati che si trovino ad una distanza superiore a tanti metri quanti sono i chili di esplosivo del primo scoppio.
Gli accessori
Nell'impiego pratico degli esplosivi occorre usare anche alcuni mezzi che servono per provocare l'esplosione nei modi e tempi voluti. Già abbiamo visto che solo la polvere nera può essere fatta esplodere per semplice accensione a mezzo di una miccia; per gli altri esplosivi (salvo casi particolari in cui può bastare un forte calore) occorre un mezzo d'innesco che normalmente è il detonatore; esso è costituito da un tubicino metallico chiuso da un lato e contenente una miscela di esplosivi primari. In alcuni casi, specie usando esplosivi poco sensibili, nel detonatore è contenuto, sotto a quello primario, anche uno strato di esplosivo secondario molto potente; in altri casi il detonatore viene collegato ad un separato detonatore secondario costituito da un quantitativo variabile da pochi grammi fino ad un chilo di esplosivo potente (Pentrite, T4, TNT). I detonatori sono numerati secondo una scala che va da 1 a 10, a seconda della loro forza, calcolata come se essi fossero caricati solo con fulminato di mercurio. Di regola vengono usati detonatori del nr. 8 corrispondenti a 2 gr di fulminato. I detonatori vengono fatti esplodere mediante una miccia, che viene infilata nell'estremità libera e fissata schiacciando il tubicino attorno ad essa con una apposita pinza (qualche "eroe" usa anche i denti!). Altrettanto usati sono i detonatori elettrici in cui l'accensione è provocata da un filamento circondato da una miscela incendiaria e che viene reso incandescente al passaggio di una corrente elettrica. Talvolta il filamento è separato dal detonatore e viene inserito in esso come una miccia (accenditore elettrico). La corrente elettrica viene prodotta da un apposito apparecchio detto esploditore. Per ordigni militari (mine, bombe, proiettili) il detonatore è sostituito dalla spoletta, che contiene, oltre alla carica primaria, meccanismi e dispositivi vari che ne provocano la detonazione al momento voluto. I detonatori sono molto sensibili agli urti e debbono pertanto essere maneggiati con cautela. Essi non vanno mai conservati o trasportati assieme all'esplosivo. Le micce servono per trasmettere a distanza, ad un detonatore o all'esplosivo direttamente, la fiammata oppure l'onda d'urto di accensione. Si distinguono in miccia ordinaria a lenta combustione (miccia lenta) e in miccia detonante. La prima è una specie di corda del diametro di 5 o 6 mm, rivestita di sostanze impermeabilizzanti e contenente un'anima di polvere nera finissima. Accesa ad un estremo essa brucia alla velocità media di 110-130 secondi per metro lineare. Essa viene usata per provocare l'esplosione dopo un certo tempo di ritardo. La miccia detonante contiene, al posto della polvere nera, un'esplosivo secondario ad alta velocità di detonazione. Una volta erano impiegati il tritolo o l'acido picrico, ormai sostituiti dalla pentrite che assicura una velocità di detonazione di 6000-6500 m/s. La miccia detonante non viene accesa, ma fatta esplodere con un detonatore, a sua volta acceso elettricamente o con miccia lenta. Essa serve per far esplodere contemporaneamente più cariche esplosive distanti una dall'altra. Non va confusa con la miccia istantanea o a rapida combustione, usata allo stesso scopo, che è una normale miccia a base di polvere nera che brucia però con una velocità di 50-100 m/s. e trova impiego esclusivamente in campo militare Gli accendimiccia sono dei normali spezzoni di miccia a lentissima combustione (600 secondi per metro lineare), che emettono un forte dardo di fiamma e consentono di accendere più micce lente, una dopo l'altra e in condizioni meteoriche avverse. Esistono infine accenditori a strappo che si infilano sulla miccia e consentono di accenderla per frizione.
Esplosivistica giudiziaria
I problemi che si presentano al perito esplosivista consistono nell'individuare: - il tipo di esplosione (concentrata da esplosivo, o diffusa per altre cause, quali la presenza in un ambiente di miscele gassose o polverulente)
- il tipo di esplosivo impiegato
- il quantitativo di esplosivo impiegato
- il tipo di ordigno
- il sistema usato per provocare l'esplosione
- se una persona abbia maneggiato esplosivo
Nella comune opinione si tende a ritenere che per confezionare un ordigno esplosivo o per commettere un attentato occorrano particolari conoscenze tecniche; in effetti non è particolarmente difficile procurarsi dei prodotti esplosivi e le conoscenze tecniche necessarie sono alla portata di qualunque persona che non sia analfabeta; l'unica qualità che veramente occorre è una grande prudenza, per non far la fine di Feltrinelli! Gli esplosivi civili vengono usati in ingenti quantitativi e qualsiasi fuochino, che può eseguire delle volate che impiegano ogni volta anche quintali di esplosivo, non incontra nessuna difficoltà a farne sparire qualche chilo assieme ad alcuni detonatori. Comunque vi sono numerosi prodotti chimici in commercio per fini del tutto leciti e che, con modeste trasformazioni, possono essere usati come esplosivo. Ad esempio l'attività terroristica irlandese si è basata in larga parte su questi prodotti miscelati secondo varie "ricette": clorato di sodio e zucchero, clorato di sodio e nitrobenzene (questo usato nei lucidi da scarpe e nella concia del cuoio), nitrato d'ammonio (concime chimico) e nafta, zucchero e dicloroisocianato di sodio (usato per disinfettare piscine e locali di mungitura), zucchero e clorito di sodio (un candeggiante) , zucchero e nitrato di sodio (usato in insaccati) o di potassio (fertilizzante, disinfettante), ecc. Molti di questi prodotti sono venduti con nomi commerciali e talvolta la vera composizione non si ricava dalla confezione. Il nitrato d'ammonio è usatissimo come concime chimico e in Irlanda le Autorità sono giunte a vietare i concimi che ne contenevano più dell'80%. Il clorato di sodio viene venduto come diserbante. Polvere nera e miscele a base di clorato di potassio possono essere recuperate da artifici pirotecnici; una potente carica di tritolo è contenuta, assieme a polvere nera, nei razzi antigrandine. Con modeste conoscenze di chimica e molta incoscienza, si possono produrre con tutta facilità prodotti detonanti come il fulminato di mercurio, e un tecnico di laboratorio non ha difficoltà a produrre esplosivi potenti quale l'acido picrico; è alquanto facile produrre la nitroglicerina, ma ne è estremamente pericolosa la manipolazione. Facilmente reperibile è poi la polvere da sparo senza fumo, usata per caricare le cartucce; essa può servire per confezionare ordigni esplosivi di scarsa forza dirompente ma pur sempre pericolosi per le persone. Si calcola che la potenza di un ordigno caricato con polvere da sparo sia circa un quinto di quella di un ordigno caricato con esplosivo militare. Una granata confezionata con mezzo chilo di polvere in un recipiente di metallo o di vetro e frammista a chiodi, bulloni, frammenti metallici, può provocare ferite nel raggio di una decina di metri.
1 - Individuazione del tipo di esplosione e di bomba.
L'individuazione del tipo di esplosione è abbastanza facile per un esperto in quanto in quella diffusa (miscele gassose, polveri) manca il tipico focolaio dell'esplosione; per individuare invece il tipo d'esplosivo e di ordigno occorre repertare nel modo più accurato, provvedendo a setacciare anche il terreno e le eventuali macerie, tutti i frammenti, anche nel raggio di decine di metri, e occorre eseguire prelievi di sostanza nel cratere dell'esplosione. Dai frammenti si potrà risalire alla conformazione della bomba e da essi potranno essere prelevati residui inesplosi di esplosivo, o residui della sua combustione, da sottoporre ad analisi chimiche. L'individuazione del quantitativo di esplosivo usato può essere fatta ad occhio da persone molto esperte, purchè gli effetti di essi consentano di farsi un'idea sulla potenzialità dell'esplosivo usato. Se si conosce approssimativamente il quantitativo di esplosivo necessario per ottenere un certo effetto, si potrà infatti dedurre dai danni cagionati il quantitativo di esplosivo impiegato. Dove esplode una caricia di esplosivo si forma necessariamente un cratere di esplosione, molto indicaitvo; se esss manca vuol dire che vi è stata una esplosione gassosa oppure che la carica esplosiva era sospesa  in aria!
Sulla base dei dati forniti dalla letteratura sull'argomento, si possono indicare le seguenti formule che, in relazione al materiale demolito ed alle sue dimensioni, consentono di stabilire approssimativamente il quantitativo C di esplosivo, in grammi, con coefficiente di equivalenza = 1 (vedi sopra), che è stato impiegato in forma di carica esterna. Ovviamente in quei materiali in cui è possibile applicare una carica interna, il quantitativo occorrente è decine di volte minore.
Travi e pali di legno (travi sovrapposti si considerano come un unico corpo) Travi con sezione rettangolare e lati "a" e "b" in cm.
C = 1,7 ab (con intasamento)
C = 2 ab (senza intasamento)
Con sezione circolare e diametro "d" in cm
C = 1,7 d² (con intasamento)
C = 2 d² (senza intasamento)
Piastre metalliche ("a" indica la larghezza e "b" lo spessore, assunto sempre superiore a 2)
Piastre semplici
C = 4,5 ab² (con intasamento)
C = 6 ab² (senza intasamento)
Piastre accoppiate con chiodatura o saldatura)
C = 4,5 a(b + 1) ² (con intasamento)
C = 6 a(b + 1) ² (senza intasamento)
Barre di ferro tonde o quadrate, posto "d" per indicare il diametro o il lato
C = 4,5 d³ (con intasamento)
C = 6 d³ (senza intasamento)
Tubi o colonne di ferro vuote, posto "d" per il diametro esterno e "s" per lo spessore del tubo, assunto sempre superiore a 2)
C = 15 ds² (con intasamento)
C = 20 ds² (senza intasamento)
Funi d'acciaio, posto "d" per indicarne il diametro
C = 7 (d + 1) ³ (senza intasamento)
Ferri profilati
Si applicano le stesse formule viste per le piastre, come se il profilato fosse costituito dall'unione di più piastre semplici; per un ferro ad "L", ad esempio, si calcola il quantitativo di esplosivo occorrente per ogni lato e si somma il tutto.
Muri, posto "s" per indicarne lo spessore in cm, la carica per ogni metro lineare di muro (di spessore non superiore al metro) sarà
C = 60s (con intasamento)
Cemento armato
Travi, pilastri
C = 3ab (per sezioni rettangolari, con intasamento)
C = 3d² (per sezioni circolari, con intasamento)
C = 4,5ab (per sezioni rettangolari, senza intasamento)
C = 4,5² (per sezioni circolari, senza intasamento)
Solette e muri, posto "a" quale lunghezza delle breccia e "b" lo spessore
C = 3ab (con intasamento)
Tubi, posto "d" per il diametro esterno ed "s" per lo spessore
C = 10ds
Si tenga comunque presente che le formule indicate sono alquanto sovrabbondanti in quanto studiate per ottenere un sicuro effetto di demolizione ad opera di militari che non hanno problemi di rifornimento di esplosivi.In pratica un attentatore ridurrebbe il quantitativo anche alla metà. Per chi volesse semplificare ulteriormente il calcolo, si può ritenere che per tranciare un trave di legno con esplosivo militare sistemato su di esso o attorno ad esso, senza intasamento, occorrono tanti grammi di esplosivo quanti sono i centimetri quadrati di sezione del tronco (cioè per un tronco di 20 cm di diametro circa 300 grammi di esplosivo); per sbarre, travi, binari in ferro occorre un quantitativo di circa 20 grammi per ogni centimetro quadrato di sezione; per il cemento armato di circa 4 grammi per ogni centimetro; per abbattere un muro si ritiene occorrano 60 grammi di esplosivo per ogni cm di spessore.
Talvolta si può risalire al quantitativo di esplosivo in base al cratere che l'esplosione ha lasciato sul terreno: la regola approssimativa, per quantiattivi non elevati, è che una carica di esplosivo potente fatta esplodere appoggiandola su terreno normale, vi provoca un cratere ad imbuto la cui profondità è pari ad un cm per ogni 10 grammi di esplosivo (si veda la foermula pià avanti).
2 - Il tipo di esplosivo usato
Un esperto può individuare il tipo di esplosivo anche sulla base dell'odore che si percepisce sul luogo dell'esplosione. Però solo l'analisi chimica può consentire di individuare gli esplosivi o la misceli di esplosivi usati. Trattasi di analisi chimiche sofisticate, che debbono essere eseguite da esperti in chimica degli esplosivi. Passerà alla storia della criminologia l'analisi effettuata dai laboratori di polizia italiani sulla nave Moby Prince affondata a Livorno al fine di scoprire l'esplosivo usato per un'esplosione che non vi era mai stata: l'analisi, eseguita da incompetenti, portò ad affermare che era scoppiata una bomba composta da una miscela di una diecina (sic!) di esplosivi! Peccato però che nel luogo ove erano stati raccolti i campioni da esaminare, non vi fosse alcun focolaio di esplosione!

3 - Il sistema usato per l'accensione
Salvo che esso possa essere individuato in basi a particolari considerazioni logiche (una bomba fatta esplodere al passaggio di una determinata autovettura è probabile che sia stata radiocomandata), solo il reperimento di frammenti utili può consentire di stabilire quale congegno è stato usato: miccia combusta, pezzi di congegni ad orologeria, parti di congegni elettronici. In questo campo non vi è praticamente limite alla fantasia degli attentatori i quali possono partire dai congegni a tempo rudimentali che usano una scatola piena di fagioli che gonfiandosi nell'acqua fanno chiudere un circuito elettrico, o un preservativo che viene perforato lentamente da una miscela corrosiva all'acido solforico, per passare poi ai congegni ad orologeria fatti con una sveglia od un orologio od un contaminuti, fino ai moderni circuiti integrati che consentono di programmare data ed ora dell'esplosione con anticipi di giorni o settimane. L'esplosione può poi essere provocata mediante altri congegni sensibili alle più diverse sollecitazioni e reperibili in ogni negozio di elettronica: sensori ad infrarossi che chiudono il circuito quando una persona si avvicina, altimetri che fanno scoppiare la bomba quando l'aereo supera una certa altitudine (naturalmente purché la bomba non si trovi in un locale pressurizzato), cellule fotoelettriche che reagiscono alla luce, bussole che reagiscono a corpi metallici od a campi magnetici, sensori a pressione od a strappo, termometri che reagiscono alla temperatura, igrometri che reagiscono all'umidità, e così via. Le esplosioni a distanza possono essere provocate mediante cavi elettrici o mediante impulsi radio quali quelli lanciabili con i telecomandi degli aereomodellisti i quali, consentendo la trasmissione di segnali codificati, evitano anche il rischio di esplosioni premature per interferenze radio. Di solito chi usa una bomba a tempo sofisticata, impiega anche un telecomando per attivarla a distanza senza correre il pericolo di essere coinvolto in esplosioni accidentali.
4 - Se una persona abbia maneggiato esplosivo
La chimica moderna consente delle analisi talmente sofisticate da rasentare l'inverosimile e sono sufficienti particelle infinitesimali per eseguire analisi utili: chi ha maneggiato esplosivo trattiene sicuramente sulla pelle, sugli indumenti, tra i capelli, molecole della sostanza che, con opportune tecniche possono essere prelevate ed individuate. Tracce di esplosivo penetrano anche nel corpo umano ed è possibile evidenziarle anche alcuni giorni dopo il contatto, mediante l'analisi del sangue.

Per altri dati si veda anche la pagina su frammenti.