Prima di parlare della differenza tra deflagrazione e detonazione occorre avere ben chiaro cosa si intende per esplosivo.
È un esplosivo un qualsiasi miscuglio di sostanze o composto chimico in grado di subire una rapidissima decomposizione chimica, con conseguente sviluppo di una grande quantità di gas, di calore e di energia.
Tale decomposizione prende il nome di reazione esplosiva o semplicemente esplosione e può essere spontanea o provocata dall’esterno mediante un innesco o un detonatore.
Qualsiasi esplosione ha origine da una combustione.
Combustione
La combustione altro non è che un fenomeno di ossidazione, ossia la reazione chimica tra una sostanza combustibile (ossigeno) ed una sostanza comburente (carbonio, idrogeno, zolfo, alluminio o materiali che li contengono).
In termini più specifici è un’ossido-riduzione esotermica, in quanto un composto si ossida (ad esempio il carbonio) mentre un altro si riduce (l’ossigeno), con rilascio di energia e formazione di nuovi composti (generalmente anidride carbonica e acqua).
In un esplosivo entrambi combustibile e comburente fanno parte della stessa molecola oppure, nel caso di un esplosivo composto da un miscuglio eterogeneo, delle diverse sostanze che formano la miscela.
La combustione è tanto più vivace quanto maggiore è la quantità di comburente che ne prende parte. Ecco perché le polveri senza fumo alla nitroglicerina hanno un potenziale superiore.
In base alla velocità di reazione della combustione, ci troviamo di fronte ai seguenti fenomeni:
- Ossidazione o decomposizione lentissima;
- Combustione lenta (ad esempio il carbone che brucia all’aria aperta, dove il carbone è il comburente e l’aria il combustibile)
- Deflagrazione o esplosione rapida (ad esempio una polvere da sparo all’interno di una canna di un fucile);
- Detonazione o esplosione velocissima (come una bomba).
Approfondiamo più nel dettaglio gli ultimi due fenomeni, senza scendere in profondità nelle reazioni chimico-fisiche per una più semplice comprensione per tutti.
Detonazione
Si para di detonazione quando la velocità di reazione della combustione (esplosione) avviene ad una velocità supersonica e si propaga per compressione tramite la formazione di onde d’urto.
In pratica durante la detonazione, l’espansione quasi istantanea dei gas prodotti dalla reazione esplosiva genera un’onda d’urto che si propaga in tutta la massa dell’esplosivo e che può raggiungere una velocità anche di 10.000 m/s, liberando la totalità dell’energia istantaneamente e violentemente.
Sono detti dirompenti gli esplosivi a bassa sensibilità, ossia quelli utilizzati per la fabbricazione di bombe, mine, siluri, ecc..
Sono detti detonanti gli esplosivi ad elevata sensibilità, ossia quelli impiegati come inneschi.
Deflagrazione
Si parla di deflagrazione quando la velocità di reazione della combustione (esplosione) avviene ad una velocità subsonica e si propaga per conduzione termica. Ossia del materiale caldo in fase di combustione riscalda uno strato di materiale freddo adiacente, facendolo infiammare.
La combustione è sempre rapidissima ma non istantanea come per la detonazione. È caratterizzata da uno sviluppo graduale dei gas che possono essere utilizzati a fini propulsivi, ossia per il lancio di proiettili.
Gli esplosivi deflagranti sono dunque quelli che più interessano ai fini venatori.
Un esplosivo deflagrante può raggiungere lo stato detonante a seconda della condizione ambientale a cui avviene l’esplosione.
Ad esempio una polvere da sparo può divenire dirompente se brucia in un volume troppo piccolo, per l’aumento di temperatura e di pressione che provoca. Per tale motivo bisogna prestare particolare attenzione ai dosaggi ed ai componenti utilizzati per la ricarica manuale delle cartucce da caccia.
Alcune polveri possono detonare anche all’aperto se in grande quantità, perché la reazione è tanto veloce che basta la pressione atmosferica a produrre l’intasamento necessario.
Se invece si svolge in una camera in cui il volume può variare, come ad esempio la camera di scoppio di un fucile, l’esplosione provoca lo spostamento della parete mobile che cede per prima alla pressione, ossia il complesso borraggio-pallini nel caso di una munizione da caccia o da tiro.
Una cosa molto importante da tenere in considerazione è che temperatura e pressione sono due fattori strettamente collegati.
La repentina formazione di gas di decomposizione, ad opera del calore, produce una pressione tanto maggiore quanto minore è lo spazio a loro disposizione.
La pressione dei gas può essere interpretata come dovuta all’insieme degli urti che le molecole di gas, in continua agitazione, producono contro le pareti di un recipiente, come la canna di un fucile.
Questa energia cinetica di traslazione delle molecole di gas produce un aumento della temperatura, accelerando il processo di combustione.
Per tale motivo la decomposizione di un esplosivo si vivacizza col diminuire dello spazio iniziale a disposizione o per eccesso di intasamento (nel caso di una cartuccia l’eccesso di intasamento è dato da una carica di piombo eccessiva o dall’eccessiva rigidità della borra o da una chiusura troppo rigida e alta).
Differenza tra deflagrazione e detonazione
Quindi la deflagrazione differisce dalla detonazione sia per la velocità di combustione (supersonica per la detonazione e subsonica per la deflagrazione) che per il meccanismo con cui tale reazione esplosiva procede (per compressione mediante onde d’urto per la detonazione, per conduzione termica per la deflagrazione).
