Lehergai

Lehergaia energia potentzial handia duen eta energia hori bat-batean askatuz gero leherketa sortzen duen substantzia erreaktiboa da. Leherketaren ondorioz argia, beroa, soinua eta presioa sortzen dira gehienetan. Karga lehergarriak lehergai kantitate neurtua du, osagai bakar batez edo gutxienez bi substantzien nahasketaz osatua.

Substantzia leherkorren arrisku-ikurra

Material leherkorrean metatutako energia potentziala mota askotakoa izan daiteke:

• Energia kimikoa, hala nola nitroglizerina edo ale hautsa.
• Gas presurizatua, adibidez, gas-andela, aerosola edo BLEVE.
• Energia nuklearra, esaterako, uranio-235 eta plutonio-239.

Material leherkorrak hainbat modutara sailka daitezke. Hedatzen diren abiadurari kasu eginez gero, lehergaiak detona (soinuaren abiadura baino azkarrago lehertu) edo deflagra daitezke. Sentikortasunaren arabera ere sailka daitezke: bero edo presio gutxi aplikatuta lehertzen direnak lehen mailako lehergaiak dira, eta nahiko sentikorrak ez diren materialak bigarren edo hirugarren mailako lehergaiak dira. Askotariko produktu kimikoak leher daitezke; kopuru txikiago bat fabrikatzen da bereziki lehergai gisa erabiltzeko. Gainerakoak arriskutsuegiak dira, sentikorregiak, toxikoak, garestiak, ezegonkorrak, edo denbora gutxian deskonposatzeko edo degradatzeko joera baitute.

Aitzitik, material batzuk erregarriak edo sukoiak dira lehertu gabe erretzen badira.

Baina bereizketa ez da zorrotza. Zenbait material —hautsak, gasak edo likido organiko lurrunkorrak— erregaiak edo sukoiak izan daitezke baldintza arruntetan, baina egoera edo forma zehatzetan leherkor bihurtzen dira, hala nola airetiko hodei sakabanatuetan, edo konfinamendu edo bat-bateko askatzean.

Historia

Toledoko (Ohio) Great Western Powder Company, lehergailuen ekoizlea, 1905ean ikusia

Arma termikoak, esaterako, su grekoa, antzinatik egon dira. Bere sustraietan, lehergai kimikoen historia bolboraren historian aurkitzen da.. IX. mendean, Tang dinastiaren garaian, txinatar alkimista taoistak irrikaz saiatu ziren hilezkortasunaren elixirra aurkitzen. Prozesuan, egur-ikatzez, gatzunez eta sufrez egindako bolbora beltza leherkorra asmatu zuten, 1044an. Bolbora lehen lehergai kimikoa izan zen, eta 1161ean txinatarrak, lehen aldiz, lehergailuak erabiltzen hasi ziren gerran. Txinatarrek banbuzko edo brontzezko hodiekin (banbuzko petardoak) jaurtitako lehergaiak egin zituzten. Arratoi biziak ere txertatzen zituzten banbuzko petardoen barruan, zeren, etsaiari tiro egindakoan, sutan zeuden arratoiek izu-efektu psikologikoa sortzen baitzuten; soldadu etsaiak uxatzeaz gain, zalditeriako animaliak erotu egiten ziren.

Lehen lehergai erabilgarria, bolbora beltza baino indartsuagoa, nitroglizerina izan zen, 1847an garatua. Nitroglizerina oso likido ezegonkorra da; beraz, 1863an, nitrozelulosaz, trinitrotoluenoz (TNT) ordezkatu zuten: kerik gabeko bolbora, dinamita 1867an eta gelignita (azken biak, aukera kimikoen ordez, nitroglizerinaz egonkortutako prestakin sofistikatuak dira, biak Alfred Nobelek asmatuak). Lehen Mundu Gerran artilleriako jaurtigaientzako TNTa erabiltzen hasi zen, eta Bigarren Mundu Gerrak bere erabilera zabaldu, eta lehergailu eta granada berriak sortu zituen.

Era berean, C-4a eta PETNa lehergailu indartsuagoek ordezkatu dituzte, neurri handi batean. Hala ere, C-4ak eta PETNak metalarekin erreakzionatzen dute, eta erraz erretzen dira, TNTa ez bezala, iragazgaitzak eta xaflakorrak izatearen abantailak izan arren.

Substantzia leherkorren sailkapena

Mota desberdinetako substantzia leherkorren sailkapena hainbat modutan egin daiteke; hala ere, hiru forma nagusi onartzen dira batez ere: naturaz, sentsibilitatearen eta erabileraren arabera. Gainera, ematen den sailkapenean, oso zaila da, eta, ohiko substantzien nahasketen arabera, talde kimiko funtzionaletan eta komertzialen oinarritutako tipologiak aurkitzea ohikoa da.

Lehergai baten oinarrizkoak diren ezaugarri praktikoak jarraian adierazitakoak dira:

• Botere leherkorra.
• Boterea hausgarria.
• Leherketa abiadura.
• Kartutxo-dentsitatea.
• Urarekiko erresistentzia.
• Keen kalitatea.
• Sentsibilitatea.
• Egonkortasun kimikoa.

Erabilerak

Komertziala

Leherketa guneetan segurtasun neurriei buruzko bideoa

Lehergaien aplikazio komertzial handiena meatzaritza da. Mina gainazalean edo lurpean egon eta lehergailua indartsu edo motela izan, lehergailua erabil daiteke espazio mugatu batean material hauskorraren (haitza) nahiko handiagoa den bolumen batetik material berdina edo antzekoa den zatia askatzeko. Meatzaritzak nitratoetan oinarritutako lehergailuak erabili ohi ditu, hala nola fuel-olioaren emultsioak eta amonio nitratozko soluzioak, amonio nitratoaren (ongarri-bolatxoak) eta fuel-olioaren (ANFO) nahasketak, eta gelatinazko esekidurak edo amonio nitrato eta fuel olioak.

Materialen Zientzietan eta Ingeniaritzan, lehergailuak estalduretan erabiltzen dira (soldadura bidezko leherketa). Material bateko xafla mehe bat jartzen da material berekoa ez den geruza lodi batea gainean, biak metalezkoak. Geruza mehearen gainean lehergarri bat jartzen da. Lehergaiaren mutur batean, leherketa hasten da. Bi geruza metalikoak abiadura handian eta indar handiz elkartzen dira. Leherketa lehergailuaren hasieratik zabaltzen da lehergai osoaren zehar. Horrek lotura metalurgikoa sortzen du bi geruzen artean.

Meategietan lehergailuak modu seguruan nola maneiatu deskribatzen duen bideoa.

Talka-uhinak edozein puntutan igarotzen duen denbora txikia denez, bi metalak eta haien gainazaleko kimikak nahasten ikus dezakegu, sakoneraren zatiren batean zehar, eta, nolabait, nahastera jotzen ohi dute. Baliteke geruza bateko zein besteko gainazaleko materialaren zatiren bat materialaren amaierara iristean kanporatzea. Beraz, orain soldatutako geruza bikoitzaren masa hasierako bi geruzen masen batura baino txikiagoa izan daiteke.

Talka-uhinak eta elektrostatikoak abiadura handiko jaurtigaiak sor ditzaketen aplikazioak daude.

Militarra

Arma lehergarriak, fabrikatzeko metodoaren arabera, munizio lehergarrietan eta artefaktu lehergarri inprobisatuetan bana daitezke. Lehergailu mota batzuek eta artefaktu lehergarri inprobisatu askok bonba termino generikoarekin aipa daitezke.

Arma lehergarri batzuk arma arin gisa sailka daitezke (adibidez, granadak, granada jaurtigailuak, misil jaurtigailuak, tankeen aurkako misilak, gizakientzako aire-defentsarako sistema eramangarriak eta 100 mm-tik beherako kalibrea duten morteroak). Lehergaiak diren arma asko, hala nola aireko bonbak, kohete jaurtigailu anitz, artilleria eta mortero handiagoak, arma astun gisa sailkatzen dira.

Zibila

Lehergaien ingeniaritza material lehergarrien portaera eta erabilera aztertzearekin zerikusia duen zientzia eta ingeniaritza arloa da.

Hainbat formatako material lehergarri berrien garapena eta karakterizazioa:

• Detonazio-prozesu fisikoaren analisia.
• Lehergaiak sortutako talka-uhinak eta materialetan dituzten ondorioak.
• Lehergailuen segurtasun-probak.
• Meatzaritzako harri-leherketaren analisia eta ingeniaritza.
• Forma-kargak eta armadura erreaktiboen diseinua eta analisia.
• Lehergailu militarrak diseinatzea, aztertzea eta aplikatzea, hala nola granadak, minak, obusak, aire-bonbak, misil-ojibak, etab.
• Lehergaien desaktibatzea.
• Zulaketak eta leherketak.
• Eraispena.

Segurtasuna

Lehen Mundu Gerraren ostean, lehergaien segurtasuna programa formal gisa sortu zen Estatu Batuetan, hainbat ezbeharren ondorioz munizioak biltegiratzeko gune batzuk suntsitu zirenean. Larriena, Picatinny Arsenal Ammunition Storage Depoten gertatu zen, New Jerseyn, 1926ko uztailean ekaitz elektriko batek eragindako suteak leherketak eta suntsipen zabalak eragin zituenean. Izandako kalte larriak eta 19 hildakoek eraman zuten AEBko Kongresua Armadako eta Itsas Armadako ofizialen batzorde bat Picatinny Arsenaleko hondamendia eta beste munizio-biltegi batzuetan antzeko baldintzak ote zeuden ikertzeko azterketa baimentzera. Kontseiluak bere ondorioetan jakinarazi zuen ezbehar hori errepika zitekeela, eta Kongresuak koronelen batzorde iraunkor bat ezartzea bultzatu zuen lehergaien segurtasun-arauak garatzeko eta 1928z geroztik betetzen direla bermatzeko. Erakunde hori (Department of Defense Explosives Safety Board DDESB) Defentsa Lehergailuen Segurtasun Batzordea bihurtu zen, eta AEBko Kodearen 10. Tituluan dago jasota. DDESBk Defentsako Lehergailuen Segurtasun Arautegia eman zuen argitara (DESR) 6055.9, zeinak Defentsa Saileko lehergaien segurtasun-arauak ezartzen dituen. DDESBk estandar horiek doi ditzaketen datu zientifikoak ere ebaluatzen ditu; eraikuntza berrietarako lehergailuen gune-plan guztiak berrikusten eta onartzen ditu, eta mundu osoan bisitak egiten ditu AEBko titulua duten munizioak ikuskatzera. Lehergaien segurtasunaren printzipio nagusia da: gutxieneko pertsona kopurua arriskuan jarri ahal den gutxieneko denboran eta lehergai kopuru minimoaren aurrean.

Motak

Kimikoa

Leherketa erreakzio kimiko espontaneo mota bat da, behin abiarazita, bai aldaketa exotermiko handi batek (bero-askatze handiak) zein entropia aldaketa positibo handi batek (gas kantitate handiak askatzea) eragiten dutena erreakzionatzaileetatik produktuetara igarotzean, termodinamikoki prozesu mesedegarri bat eratuz, oso azkar ugaltzen denaz gain. Horrela, lehergaiak lotura kimikoetan metatutako energia kopuru handia duten substantziak dira. Produktu gaseosoen egonkortasun energetikoa eta, beraz, haien sorrera, hala nola karbono monoxidoa, karbono dioxidoa eta (di)nitrogenoa, espezie sendoen sorreratik dator, zeinak lotura bikoitz eta hirukoitz sendoak dituzten ia 1 MJ/moleko lotura indarrekin. Ondorioz, merkataritzako lehergai gehienak NO₂, ONO₂ eta NHNO₂ taldeak dituzten konposatu organikoak dira, eta, lehertzean, aipatutako gasak askatzen dituzte (adibidez, nitroglizerina, TNT, HMX, PETN, nitrozelulosa).

Lehergai bat lehergai motel edo indartsu gisa sailkatzen da errekuntza-abiaduraren arabera: lehergailu motelak azkar erretzen dira (edo deflagratzen dira); lehergailu indartsuak, berriz, lehertu egiten dira. Definizio horiek desberdinak diren arren, deskonposizio azkarra zehatz-mehatz neurtzearen arazoak zaildu egiten du lehergailuen sailkapen praktikoa. Soinuaren abiadura itsas mailan (343 m/seg), orokorrean, lehergailu motel eta lehergailu indartsuen arteko bereizketa gisa onartzen da.

Lehergaien mekanika tradizionala oxidazio azkarrean oinarritzen da: Karbono eta hidrogenotik karbono dioxido, karbono monoxido eta ura lurrun modura. Nitratoek, normalean, karbonoa eta hidrogenoa erregaia erretzeko behar den oxigenoa ematen dute. Lehergailu indartsuek molekula organiko batean dauden oxigenoa, karbonoa eta hidrogenoa izan ohi dituzte, eta ANFO moduko lehergailu ez hain sentikorrak erregaiaren (karbono eta hidrogenoaren erregaia) eta amonio nitratoaren konbinazioak dira. Lehergailu bati aluminio-hautsa gisako sentsibilizatzaile bat gehi dakioke leherketaren energia handitzeko. Lehertu ondoren, formulazio lehergaiaren nitrogeno zatia nitrogeno gas eta oxido nitriko toxiko gisa sortzen da.

Deskonposaketa

Lehergailu baten deskonposaketa kimikoak urteak, egunak, orduak edo segundo-frakzioa izan ditzake. Deskonposizio-prozesu motelenak biltegian gertatzen dira, eta egonkortasunaren ikuspuntutik bakarrik dira interesgarriak. Interes handiagoa dute deskonposizioaz gain beste bi forma bizkorrak: deflagrazioa eta leherketa.

Deflagrazioa

Deflagrazioan, material leherkorraren deskonposizioa material leherkarian zehar poliki mugitzen den suaren fronte baten bidez hedatzen da, substantziaren barruan soinuaren abiadura baino abiadura txikiagoan (normalean, likido edo material solido gehienetan 340 m/s edo 1240 km/h baino handiagoa izan ohi dena) leherketaren kontrastean, zeina soinuaren abiadura baino abiadura handiagoan gertatzen den. Deflagrazioa lehergai gutxiko materialaren ezaugarria da.

Leherketa

Termino hori fenomeno leherkor bat deskribatzeko erabiltzen da, non deskonposizioa material leherkorra zeharkatzen duen talka-uhin baten bidez hedatzen den substantziaren barruan soinuaren abiadura baino abiadura handiagoan. Talkaren frontea gai da lehergailu indartsuko materiala abiadura supersonikoetan zeharkatzeko, normalean milaka metro segundoko.

Exotikoa

Lehergai kimikoez gain, lehergai exotikoagoak diren material ugari eta leherketak eragiteko metodo exotikoak daude. Adibideak barne hartzen dituzte lehergai nuklearrak eta substantzia bat plasma egoerara bortizki berotzea intentsitate handiko laser edo arku elektriko batekin.

Laser- eta arku-berokuntza laser-lehergailuetan, lehertzen diren zubi-hari lehergailuetan eta laminar-lehergai abiarazleetan erabiltzen dira, non talka-uhin bat eta, ondoren, ohiko material kimiko leherkorretan leherketa sortzen den laser bidezko edo arku elektrikoko beroketaren bidez. Gaur egun, laserra eta energia elektrikoa ez dira behar den energia gehiena sortzeko erabiltzen, baizik eta erreakzioak hasteko soilik.

Propietateak

Substantzia leherkor batek erabilera jakin baterako duen egokitasuna zehazteko, lehenik eta behin haren propietate fisikoak ezagutu behar dira. Lehergai baten erabilgarritasuna propietateak eta haiei eragiten dieten faktoreak guztiz ulertzen direnean soilik balora daiteke. Jarraian, ezaugarri garrantzitsuenetako batzuk zerrendatzen dira:

Sentikortasuna

Sentikortasuna lehergai bat pizteko edo lehertzeko duen erraztasunari esaten zaio, hau da, behar den talka, marruskadura edo beroaren kantitatea eta intentsitatea. Sentikortasun terminoa erabiltzen denean, kontu handiz argitu behar da zer-nolako sentikortasuna eztabaidatzen den. Lehergailu jakin batek talkarekiko duen sentikortasun erlatiboa asko alda daiteke marruskadura edo beroarekiko duen sentikortasunetik. Sentikortasuna zehazteko erabiltzen diren proba-metodo batzuk honako hauek dira:

• Talka: Sentikortasuna distantziaren arabera adierazten da, eta, distantzia horretan, pisu estandar bat utzi behar da materialaren gainera erortzen leherketa eragiteko.
• Marruskadura: Sentikortasuna materialari aplikatutako presioaren arabera adierazten da, erreakzio bat eragiteko adinako marruskadura sortzeko.
• Beroa: Sentikortasuna materialaren deskonposizioa gertatzen den tenperaturaren arabera adierazten da.

Lehergai espezifikoak (normalean, baina ez beti, oso sentikorrak goiko hiru ardatzetako batean edo gehiagotan) idiosinkratikoki sentikorrak izan daitezke: presio-jaitsiera, azelerazioa, ertz zorrotzak edo gainazal latzak egotea, material bateraezinak edo, kasu bakanetan, erradiazio nuklearra edo elektromagnetiko eraginetara. Faktore horiek baliagarritasun praktikorako bazter dezaketen arrisku bereziak sortzen dituzte.

Sentikortasuna garrantzitsua da lehergai bat aukeratzean helburu jakin baterako. Jaurtigai zulatzaile batean, lehergaia ez da oso sentikorra izan behar, edo kolpeak leherraraziko luke nahi den punturaino sartu aurretik. Karga nuklearrak inguratzen dituzten lente leherkorrak ere oso sentikorrak ez izateko diseinatuta daude, ustekabeko eztandaren arriskua murrizteko.

Sentikortasuna hastapenean

Lehergai batek modu iraunkorrean lehertzen hasteko duen gaitasunaren indizea. Lehergailuaren indarrak definitzen du lehergaia eztanda iraunkor eta etengabean lehenetsiko duela. Sellier-Bellot eskala aipatzen da, 10 lehergailuk osatzen dutena. 1etik 10erako zenbakiekin. Horietako bakoitza zama gero eta handiagoari dagokio. Praktikan, merkatuan dauden lehergai gehienek 8 zenbakiko lehergailuari dagokie, non karga 2 gramo merkurio-fulminatori dagokion.

Lehertzearen abiadura

Leherkariaren masan erreakzio-prozesua hedatzeko abiadura. Meatze-lehergai komertzial gehienek 1800 m/s eta 8000 m/s arteko eztanda-abiadurak dituzte. Gaur egun, eztanda-abiadura zehatz neur daiteke. Dentsitatearekin batera, transmititutako energiaren errendimenduan eragina duen elementu garrantzitsua da, bai gainpresio atmosferikorako, bai lurzoruaren azeleraziorako. Definizioz, lehergai motel batek, hala nola bolbora beltzak edo kerik gabeko bolborak, 171-631 m/s-ko errekuntza-abiadura du. Aldiz, lehergai indartsu batek, dela primarioa, hala nola kordoi leherkor bat, dela sekundarioa, TNTa edo C-4a kasu, errekuntza-abiadura nabarmen handiagoa du, gutxi gorabehera 6900 eta 8092 m/s artekoa.

Egonkortasuna

Egonkortasuna lehergai batek narriadurarik gabe biltegiratzeko duen gaitasuna da.

Honako faktore hauek eragiten diote lehergai baten egonkortasunari:

• Osaera kimikoa. Zentzu tekniko zorrotzenean, egonkortasun hitza termino termodinamikoa da, substantzia baten energiari erreferentzia egoera batekiko edo beste substantzia batekiko erreferentzia egiten diona. Hala ere, lehergailuen testuinguruan, egonkortasuna, normalean, eztanda-erraztasunari dagokio, zinetika kimikoarekin zerikusia duena (hau da, deskonposizio-abiadurarekin). Agian, orduan, hobe da termodinamikoki egonkorra eta zinetikoki egonkorra terminoak bereiztea, lehenengoa geldoa dela esanez. Aitzitik, zinetikoki ezegonkorra den substantzia bati aldagarria esaten zaio. Oro har, nitroa (NO₂), nitratoa (ONO₂) eta azida (N₃) moduko talde batzuk berez aldagarriak direla onartzen da. Zinetikoki, aktibazio baxuko hesi bat dago deskonposizio-erreakziorako. Ondorioz, konposatu horiek sentikortasun handia dute sugar edo talka mekanikoekiko. Konposatu horien lotura kimikoaren ezaugarri nagusia kobalentea da, eta, beraz, ez daude termodinamikoki egonkortuta sare ionikoko energia altu batekin. Gainera, oro har, formazio positiboko entalpiak dituzte, eta barne-berrantolaketa molekularrerako oztopo mekaniko gutxi daude deskonposizio-produktu termodinamikoagoak (lotuago) ekoizteko. Adibidez, berunezko azidan, Pb(N₃)₂, nitrogenozko atomoak elkarri lotuta daude jada, eta, beraz, Pb eta N₂^[1]-ko deskonposizioa nahiko erraza da.
• Biltegiratzeko tenperatura. Leherkarien deskonposatze-abiadura, tenperatura altuagoetan, handitu egiten da. Lehergailu militar estandar guztiek -10etik 35 ºC- bitarteko tenperaturetan egonkortasun maila handia dutela esan daiteke, baina bakoitzak deskonposizio termikoaren abiadura azkar bizkortzen den tenperatura altua du, eta egonkortasuna murriztu egiten da. Oro har, lehergai gehienak, modu arriskutsuan, ezegonkor bihurtzen dira 70 ºC-tik gorako tenperaturetan.
• Eguzki-argiaren eraginpean egotea. Eguzki-argiaren izpi ultramoreen eraginpean jartzen direnean, nitrogeno multzoak dituzten konposatu lehergarri asko berehala deskonposatzen dira, eta horien egonkortasuna kaltetzen da.
• Deskarga elektrikoa. Hasierako sentikortasun elektrostatikoa edo txinpartekiko sentikortasuna ohikoa da hainbat lehergailutan. Deskarga estatikoa edo beste deskarga elektriko bat nahikoa izan daiteke erreakzio bat eragiteko, baita lehertzeko ere, zenbait egoeratan. Ondorioz, lehergailuak eta piroteknia segurtasunez maneiatzeko, oro har, operadorearen lur-konexio egokia behar da.

Potentzia, errendimendua eta indarra

Sakontzeko, irakurri: «Potentzia»

Lehergai bati aplikatutako potentzia edo errendimendu terminoak lan bat egiteko duen gaitasunari egiten dio erreferentzia. Praktikan, horrela definitzen da lehergaiak energia-hornidurari dagokionez lortu nahi dena lortzeko duen gaitasuna (hau da, zatien proiekzioa, aire-leherketa, abiadura handiko zurrusta, itsaspeko talka eta burbuilen energia, etab.). Lehergailuen ahalmena edo errendimendua proba pertsonalizatuen bidez ebaluatzen dira aurreikusitako erabilerarako materiala ebaluatzeko. Jarraian zerrendatzen diren probetatik, zilindroaren eta aire-zurrustaren hedapen-probak ohikoak dira proba-programa gehienetan, eta gainerakoek aplikazio espezifikoak onartzen dituzte.

• Zilindroaren hedapen-proba. Lehergai kopuru estandar bat kargatzen da zilindro luze eta huts batean, gehienetan kobrezkoa, eta mutur batean leherrarazten da. Zilindroaren hedapen erradialaren tasari eta zilindroaren hormaren gehieneko abiadurari buruzko datuak biltzen dira. Horrek Gurney energia edo 2E ere ezartzen du.

• Zilindroaren zatiketa. Altzairu estandarreko zilindro bat lehergailuz kargatzen da, eta zerrautsezko putzu batean lehertzen da. Zatiak bildu eta tamainen banaketa aztertzen da.

• Lehertze-presioa (Chapman-Jouguet baldintza). Tamaina estandarreko leherketa-karga zilindrikoen eztandaren bidez uretara transmititutako talka-uhinen neurketen ondoriozko lehertze-presioaren datuak.

• Diametro kritikoa zehaztea. Proba horrek lehergai zehatz baten karga batek bere detonazio-uhinari eusteko izan behar duen gutxieneko tamaina fisikoa ezartzen du. Prozedura horretan, diametro desberdineko karga batzuk lehertzen dira, harik eta lehertze-uhina zabaltzea zaila dela ikusten den arte.

• Diametro handiko lehertze-abiadura. Lehertze-abiadura karga-dentsitatearen (c), kargaren diametroaren eta alearen tamainaren araberakoa da. Leherketa-fenomenoak iragartzeko erabilitako detonazioaren teoria hidrodinamikoak ez du barne hartzen kargaren diametroa ez eta detonazio-abiadura diametro masibo baterako. Prozedura horrek eskatzen du dentsitate eta egitura fisiko bereko karga batzuk jaurtitzea, baina diametro desberdinekoak, eta diametro masibo bateko karga baten leherketa-abiadura aurreikusteko leherketa-abiadurak estrapolatzea.

• Presioa versus eskalada-distantzia. Tamaina jakin bateko karga bat lehertzen da, eta haren presio-efektuak distantzia estandar batean neurtzen dira. Lortutako balioak TNTarekin alderatzen dira.

• Bultzada versus eskalada-distantzia. Tamaina jakin bateko karga bat lehertzen da, eta, distantziaren arabera, haren bulkada neurtzen da (presio-denbora kurbaren azpiko eremua). Emaitzak TNTaren baliokidetzat taularatzen eta adierazten dira.

• Burbuila-energia erlatiboa (RBE, ingelesez). 5-50 kg arteko karga leherrarazten da uretan, eta neurgailu piezoelektrikoek gehienezko presioa, denbora-konstantea, bulkada eta energia neurtzen dituzte.

RBE honela defini daiteke: Kx 3

RBE = Ks

K = karga esperimental (x) edo estandar (s) baterako burbuilaren hedapen-aldia.

Lehertze potentzia

Indarraz gain, lehergailuek bigarren ezaugarri bat dute: eraispen-efektua edo brisance-a (frantsesetik, hautsi esan nahi duena), zeinak bereizi eta lanerako gaitasun osotik bereizten dituen. Ezaugarri hori oso garrantzitsua da eztanda batek jaurtigai zatikatuetan, bonben zorroetan, granadetan eta antzekoetan duen eraginkortasuna zehazteko. Lehergai batek bere presio maximoa (potentzia) lortzeko duen azkartasuna haren distiraren neurria da. Brisanceren balioak batez ere Frantzian eta Errusian erabiltzen dira.

Harea zapaltzeko proba, TNTarekin alderatuta, brisance erlatiboa zehazteko erabiltzen da normalean. Proba bakar bat ere ez da gai bi konposaturen edo gehiagoren propietate leherkorrak zuzenean alderatzeko; garrantzitsua da proba horietako batzuen datuak aztertzea (hareak zapaltzea, trauzl neurria, etab.) brisance erlatiboa ebaluatzeko. Benetako balioak konparatzeko lekuan lekuko esperimentuak behar dira.

Dentsitatea

Karga-dentsitatea bolumen unitate bakoitzeko lehergai baten masari dagokio. Kargatzeko hainbat metodo daude, perdigoiak kargatzea, galdaketa-karga eta prentsa-karga barne; lehergaiaren ezaugarriek baldintzatzen dute hautaketa. Erabilitako metodoaren arabera, kargatutako kargaren batez besteko dentsitatea lehergaiaren gehieneko dentsitate teorikoaren % 80 eta % 99 artekoa da. Karga-dentsitate handiak sentikortasuna murriztu dezake, masa barneko marruskadurarekiko erresistenteagoa izan dadin. Hala ere, dentsitatea banakako kristalak zapaltzeraino handitzen bada, lehergaia sentikorragoa bihur daiteke. Karga-dentsitate handiagoak ere lehergailu gehiago erabiltzea ahalbidetzen du, ojibaren boterea handituz. Lehergai bat sentikortasun-puntu batetik haratago konprimi daiteke (presio hila izenez ere ezagutzen dena), non materiala jada ez den gai modu fidagarrian hasteko, halakorik egiten badu.

Lurrunkortasuna

Lurrunkortasuna substantzia bat lurruntzeko duen prestutasuna da. Gehiegizko hegazkortasunak, sarritan, presioa garatzen du munizio barruan, eta nahasketak bere osagaietan banatzen. Lurrunkortasunak lehergaiaren konposizio kimikoan eragiten du, eta, beraz, egonkortasunaren murrizketa nabarmena gerta daiteke, eta horrek manipulatze arriskua areagotzen du.

Higroskopikotasuna eta urarekiko erresistentzia

Lehergai batean ura sartzea oso arbuiagarria da, leherkariaren sentikortasuna, indarra eta lehertze-abiadura murrizten baititu. Higroskopikotasuna material baten hezetasuna xurgatzeko joeren neurria da. Hezetasunak kalte egiten die lehergailuei, lurruntzen denean beroa xurgatzen duen material geldo gisa jokatzen baitu eta kaudimendun ingurunean jardutean erreakzio kimikoak eragin baititzake. Sentikortasuna, indarra eta lehertze-abiadura material geldoen bidez murrizten dira, eta horiek leherketa-masaren jarraitutasuna murrizten dute. Hezetasun-edukia leherketan lurruntzen denean, hoztu egiten da, eta horrek erreakzioaren tenperatura murrizten du. Hezetasunak egonkortasuna ere kaltetzen du; izan ere, hezetasunak lehergaia deskonposatzea sustatzen du, eta, gainera, lehergaiaren metalezko ontzia korrosionatu egiten du.

Lehergaiak oso desberdinak dira uretan duten portaerari dagokionez. Nitroglizerina duten gelatinazko dinamitek nolabaiteko erresistentzia dute urarekiko. Amonio-nitratoz egindako lehergailuek erresistentzia gutxi edo batere ez dute urarekiko; izan ere, amonio-nitratoa oso disolbagarria da uretan, eta higroskopikoa da.

Toxikotasuna

Lehergai asko, hein batean, toxikoak dira. Fabrikazio-inputak konposatu organikoak edo arriskuengatik (kartzinogenoak, esaterako) bereziki maneiatu behar diren material arriskutsuak ere izan daitezke. Deskonposizio-produktuak, hondakin-solidoak edo lehergai batzuen gasak toxikoak izan daitezke; beste batzuk, berriz, ez dira kaltegarriak, karbono dioxidoa eta ura, esaterako.

Hona hemen azpiproduktu kaltegarrien adibideak:

• Metal astunak, hala nola beruna, merkurioa eta zebadoreen barioa (bolumen handiko tiro-eremuetan behatuak).
• TNTaren oxido nitrikoa.
• Perkloratoak kantitate handitan erabiltzen direnean.

Lehergai berdeen helburua ingurumen eta osasun inpaktuak murriztea da. Horren adibide da berunik gabeko 5-nitrotetrazolato kobrezko (I) lehergai primarioa, berun-azidaren aukera. Lehergai berdeen barietate bat CDP lehergaiak dira. Horien sintesiak ez du osagai toxikorik barne hartzen, karbono dioxidoa kontsumitzen du lehertzen denean, eta, erabiltzean, ez du atmosferara oxido nitrikorik askatzen.

Tren leherkorra

Lehergaiak sar daitezke gailu edo sistema baten tren leherkorrean. Adibidez, propultsatzaile bat pizten duen kable pirotekniko bat, zeinak karga nagusia leherrarazten duen.

Eztanda-produktuen bolumena

Gehien erabiltzen diren lehergaiak dira likidoak edo kondentsatutako solidoak, erreakzio kimiko leherkorren bidez gas-produktu bihurtuak eta erreakzio horien ondorioz askatzen den energia. Erreakzio osoaren gas-produktuak karbono dioxidoa, lurruna eta nitrogenoa izan ohi dira. Gas idealen legearen arabera kalkulatutako gas-bolumenak handiegiak dira leherketen presio handi bereizgarrien aurrean. Azken bolumenaren hedapena hiru magnitude-ordenatan kalkula daiteke, edo litro bat lehergai gramo bakoitzeko. Oxigeno-defizita duten lehergailuek kedarra edo karbono monoxidoa eta hidrogenoa moduko gasak sortuko dituzte, eta horiek inguruko materialekin erreakziona dezakete, hala nola oxigeno atmosferikoarekin. Bolumen-estimazio zehatzagoak lortzeko saiakerek kontuan hartu behar dute bigarren mailako erreakzioak, lurrun-kondentsazioa eta karbono dioxido gisako gasen disolbagarritasun urtsua izateko aukera.

Konparazio batera, CDPren eztanda karbono dioxidoa energia askapen ugariko karbonora azkar murriztean oinarritzen da. Adibidez, karbono dioxidoa, karbono monoxidoa, nitrogenoa eta Oxido nitriko ohiko hondakin-gasak sortu beharrean, CDP desberdina da. Aldiz, karbono dioxidotik karbonorako murrizketa oso energetikoak lurrundu egiten du, eta uhin frontean dagoen izotz lehor gehiegia presurizatzen du, hori baita eztandak askatzen duen gas bakarra. Beraz, CDP formulazioen eztanda-abiadura pertsonalizatu daiteke agente erreduktorearen pisuaren ehunekoa eta izotz lehorra doituz. CDP eztandek material solido ugari sortzen dituzte, eta horiek balio komertzial handia izan dezakete urratzaile gisa:

Adibidea: magnesioarekin CDP detonatzeko erreakzioa: XCO₂ 2Mg → 2MgO C (X-1)CO₂

Adibide horretan, eztandaren produktuak (magnesio oxidoa, karbonoa hainbat fasetan, diamantea barne) eta formulazio leherkorrean magnesio kantitateagatik kontsumitu ez den karbono dioxido lurrundua gehiegi dira.

Oxigenoaren balantzea (OB% or Ω)

Oxigeno-balantzea lehergai bat zenbateraino oxida daitekeen adierazteko erabiltzen den esamoldea da. Molekulak zero oxigeno oreka duela esaten da: molekula leherkor batek oxigeno nahikoa badu bere karbono guztia karbono dioxido bihurtzeko; bere hidrogeno guztia uretan, eta bere metal guztia oxido metalikoan gehiegikeriarik gabe. Molekulak oxigeno-oreka positiboa duela esaten da behar baino oxigeno gehiago badu, eta oxigeno negatiboaren oreka behar baino oxigeno gutxiago badu. Lehergai baten sentikortasuna, indarra eta distira oxigeno-orekaren mende daude neurri batean, eta oxigeno-oreka zerora hurbiltzen denean, maximoetara hurbiltzeko joera dute.

Oxigeno-oreka mekanika leherkor tradizionalari aplikatzen zaio, baldin eta karbonoa karbono monoxidora eta karbono dioxidora oxidatzen bada lehertzean. Lehergaietan aditua den batentzat paradoxa dirudien honetan, Hotzeko Eztandaren Fisikak karbonoa erabiltzen du bere egoerarik oxidatuenean, karbono dioxido itxurako oxigeno iturri gisa. Beraz, oxigeno-balantzea ez zaio aplikatzen CDP formulazio bati, edo karbonoa karbono dioxidoan sartu gabe kalkulatu behar da.

Konposaketa kimikoa

Lehergai kimikoa kimikoki purua den konposatua izan daiteke, adibidez, nitroglizerina, edo erregai baten eta oxidatzaile baten nahasketa, bolbora beltza edo ale eta aireko hautsa, esaterako.

Konposatu puruak

Konposatu kimiko batzuk ezegonkorrak dira; izan ere, deskarga elektriko bat aplikatzen zaienean, erreakzionatu egiten dute, beharbada lehertzeraino. Konposatuaren molekula bakoitza bi molekula berritan edo gehiagotan (normalean gasak) banatzen da, energia askatuz.

• Nitroglizerina: oso likido ezegonkorra eta sentikorra.
• Azetona peroxidoa: peroxido organiko zuri oso ezegonkorra.
• TNTa: lehertu gabe urtu eta kristal hori sentigaitzak urtu daitezkeenak.
• Zelulosa-nitratoa: nitrazio mailaren eta baldintzen arabera lehergai indartsu edo motela izan daitekeen polimero nitratoa.
• RDX, PETN, HMX: Puruak edo lehergai plastikoetan erabil daitezkeen lehergai oso indartsuak.
  • C-4a (edo C-4 konposizioa): Plastifikatutako RDX lehergai plastikoa, itsasgarria eta xaflakorra.

Aurreko konposizioek material lehergarri gehiena deskriba dezakete, baina lehergai praktiko batek, askotan, beste substantzia batzuen ehuneko txikiak izango ditu. Adibidez, dinamita nitroglizerina oso sentikorraren nahasketa bat da zerrautsarekin, silize hautsarekin edo, eskuarki, diatomea-lurrarekin, zeinak egonkortzaile gisa jarduten duten. Konposatu leherkorren hautsak batzeko plastikoak eta polimeroak gehitu daitezke; manipulatzeko seguruagoak izan daitezen, argizariak erabil daitezke; aluminio-hautsa sar daiteke guztizko energia eta eztandaren ondorioak handitzeko. Konposatu leherkorrak ere aleatuta egon ohi dira: HMX edo RDX hautsak TNTarekin nahas daitezke (normalean galdaketa bidez) Octol edo Cyclotol osatzeko.

Erregai oxidatua

Oxidatzailea substantzia purua da (molekula), erreakzio kimiko batean elementu oxidatzaile baten edo gehiagoren atomo batzuk ekar ditzakeena, eta, horietan, lehergaiaren osagai erregaiak su hartzen du. Maila sinpleenean, oxidatzailea berez izan daiteke oxidatzailea, oxigeno gaseosoa edo likidoa kasu.

• Bolbora beltza: potasio nitratoa, egur-ikatza eta sufrea.
• Bolbora dizdizaria: hauts metaliko fina (normalean aluminioa edo magnesioa) eta oxidatzaile sendoa (adibidez, potasio kloratoa edo potasio perkloratoa)
• Amonala: amonio-nitratoa eta aluminio-hautsa.
• Armstrong-en nahasketa: potasio kloratoa eta fosforo gorria. Nahasketa hau oso sentikorra da. Lehergai primario indartsua da, non fosforoaren zati bat edo osoa sufrez ordezkatzen den, sentikortasuna apur bat murrizteko.
• Hotzeko Eztandaren Fisika: karbono dioxidoaren konbinazioak izotz lehor moduan (oxigeno ez-konbentzionaleko iturri bat) eta hautsezko agente erreduktoreak (erregaia), hala nola magnesioa eta aluminioa.
• Sprengel lehergaia: edozein oxidatzaile indartsu eta erregai oso erreaktiboa duen mota oso orokorra, nahiz eta praktikan izena kloratoen eta nitro aromatikoen nahasketei aplikatzen zitzaien.
  • ANFO: Amonio-nitratoa eta fuel-olioa
  • Chedditea: Kloratoak edo perkloratoak eta olioa
  • Oxylikidoak: Material organikoen eta oxigeno likidoaren nahasketak.
  • Pankastitak: Material organikoen eta dinitrogeno tetroxidoaren nahasketak.

Erabilgarritasuna eta kostua

Lehergarrien eskuragarritasuna eta kostua lehengaien eskuragarritasunak eta fabrikazio-eragiketen kostuak, konplexutasunak eta segurtasunak zehazten dituzte.

Kanpo estekak

• Datuak: Q12870
• Multimedia: Explosives / Q12870