C-4 (explosivo)

C-4 o Composición C-4 es una variedad común de la familia de explosivos plásticos conocida como Composición C, que utiliza RDX como agente explosivo. C-4 se compone de explosivos, aglutinante plástico, plastificante para hacerlo maleable y, por lo general, un marcador o un químico etiquetador odorizante. C-4 tiene una textura similar a la plastilina y se puede moldear en cualquier forma deseada. C-4 es relativamente insensible y solo puede ser detonado por la onda de choque de un detonador o detonador.

Un explosivo plástico británico similar, también basado en RDX pero con un plastificante diferente al utilizado en la Composición C-4, se conoce como PE-4 (Plastic Explosive No. 4).

Desarrollo

C-4 es miembro de la familia de explosivos químicos de Composición C. Las variantes tienen diferentes proporciones y plastificantes e incluyen composiciones C-2, C-3 y C-4. El material original basado en RDX fue desarrollado por los británicos durante la Segunda Guerra Mundial y se volvió a desarrollar como Composición C cuando se presentó al ejército de los EE. UU. Fue reemplazada por la Composición C-2 alrededor de 1943 y luego remodelada alrededor de 1944 como Composición C-3. Se redujo la toxicidad de C-3, se incrementó la concentración de RDX, brindándole mayor seguridad durante el uso y almacenamiento. La investigación sobre un reemplazo para C-3 se inició antes de 1950, pero el nuevo material, C-4, no comenzó la producción piloto hasta 1956. C-4 se presentó para la patente como "Propelente sólido y un proceso para su Preparación" 31 de marzo de 1958, por Phillips Petroleum Company.

Características y usos

Composición

La Composición C-4 utilizada por las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos contiene un 91 % de RDX ('Research Department Explosive', una nitroamina explosiva), unido a una mezcla de 5,3 % de sebacato de dioctilo (DOS) o dioctilo adipato (DOA) como plastificante (para aumentar la plasticidad del explosivo), espesado con un 2,1 % de poliisobutileno (PIB, un caucho sintético) como aglutinante y un 1,6 % de un aceite mineral, a menudo llamado "aceite de proceso". En lugar de "aceite de proceso", se utiliza aceite de motor de baja viscosidad en la fabricación de C-4 para uso civil.

El PE4 británico consta de 88,0 % de RDX, 1,0 % de dioleato de pentaeritrita y 11,0 % de grasa de litio DG-29 (correspondiente a 2,2 % de estearato de litio y 8,8 % de aceite mineral BP) como aglutinante; se agrega un marcador (2,3-dimetil-2,3-dinitrobutano, DMDNB) a un mínimo de 0,10 % en peso del explosivo plástico, típicamente a 1,0 % en masa. El PE7 más nuevo consta de 88,0 % de RDX, 1,0 % de marcador DMDNB y 11,0 % de un aglutinante compuesto de polibutadieno terminado en hidroxilo de baja masa molecular, junto con un antioxidante y un agente que previene el endurecimiento del aglutinante tras un almacenamiento prolongado. El PE8 consta de 86,5 % de RDX, 1,0 % de marcador DMDNB y 12,5 % de un aglutinante compuesto por sebacato de di(2-etilhexilo) espesado con poliisobutileno de alto peso molecular.

A continuación se presentan los datos técnicos según el Departamento del Ejército para la Composición C-4.

Fabricación

C-4 se fabrica combinando los ingredientes anteriores con aglutinantes disueltos en un solvente. Una vez mezclados los ingredientes, se extrae el disolvente mediante secado y filtrado. El material final es un sólido con un color blanco sucio a marrón claro, una textura similar a la masilla similar a la arcilla para modelar y un olor característico a aceite de motor. Dependiendo de su uso previsto y del fabricante, existen diferencias en la composición de C-4. Por ejemplo, un manual técnico del Ejército de los EE. UU. de 1990 estipuló que la composición Clase IV C-4 consta de 89,9 ± 1 % de RDX, 10 ± 1 % de poliisobutileno y 0,2 ± 0,02 % de colorante que a su vez está compuesto por un 90 % de cromato de plomo y un 10 % de lámpara negra. Las clases RDX A, B, E y H son todas adecuadas para su uso en C-4. Las clases se miden por granulación.

El proceso de fabricación de la Composición C-4 especifica que el RDX húmedo y el aglutinante plástico se agregan en un recipiente mezclador de acero inoxidable. Esto se denomina proceso de recubrimiento en suspensión acuosa. La tetera se voltea para obtener una mezcla homogénea. Esta mezcla está húmeda y debe secarse después de transferirla a las bandejas de secado. Se recomienda secar con aire forzado durante 16 horas a 50 °C a 60 °C para eliminar el exceso de humedad.

El C-4 producido para el ejército de EE. UU., el C-4 comercial (también producido en Estados Unidos) y el PE-4 del Reino Unido tienen propiedades únicas y no son idénticos. Se ha demostrado que las técnicas analíticas de espectrometría de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X discriminan diferencias finitas en diferentes fuentes de C-4. Las diferencias estructurales químicas y morfológicas y la variación en las concentraciones atómicas son detectables y definibles.

Detonación

Una detonación dentro de un receptáculo de basura resistente a la explosión utilizando una carga explosiva C-4 grande

C-4 es muy estable e insensible a la mayoría de los impactos físicos. El C-4 no se puede detonar con un disparo o dejándolo caer sobre una superficie dura. No explota cuando se prende fuego o se expone a microondas. La detonación solo puede iniciarse mediante una onda de choque, como cuando se dispara un detonador insertado en ella. Cuando se detona, el C-4 se descompone rápidamente para liberar nitrógeno, agua y óxidos de carbono, así como otros gases. La detonación procede a una velocidad explosiva de 8092 m/s (26 550 pies/s).

Una de las principales ventajas de C-4 es que se puede moldear fácilmente en cualquier forma deseada para cambiar la dirección de la explosión resultante. C4 tiene una alta capacidad de corte. Por ejemplo, el corte completo de una viga en I de 36 centímetros (14 pulgadas) de profundidad requiere entre 680 y 910 g (1,50 y 2,01 lb) de C4 cuando se aplica correctamente en láminas delgadas.

Formulario

El grado militar C-4 se empaqueta comúnmente como el bloque de demolición M112. La carga de demolición M112 es un bloque rectangular de la Composición C-4 de aproximadamente 51 mm × 38 mm (2 x 1,5 pulgadas) y 280 mm (11 pulgadas) de largo, con un peso de 570 g (1,25 lb). El M112 está envuelto en un recipiente de película Mylar, a veces de color verde oliva, con una cinta adhesiva sensible a la presión en una superficie.

Los bloques de demolición M112 de C-4 se fabrican comúnmente en el 'conjunto de carga de demolición' M183, que consta de 16 cargas de demolición de bloque M112 y cuatro conjuntos de cebado empaquetados dentro del estuche militar M85. El M183 se utiliza para romper obstáculos o demoler grandes estructuras donde se requieren cargas de mochila más grandes. Cada conjunto de cebado incluye un cordón detonante de cinco o veinte pies (1,5 o 6,1 m) de largo ensamblado con clips de cordón detonante y tapado en cada extremo con un refuerzo. Cuando se detona la carga, el explosivo se convierte en gas comprimido. El gas ejerce presión en forma de onda de choque, que demuele el objetivo cortando, rompiendo o formando cráteres.

Otras formas incluyen el cargo de la línea de limpieza de minas y la mina Claymore M18A1.

Seguridad

La composición C-4 existe en la hoja de datos de seguridad de componentes peligrosos del ejército de EE. UU. en la hoja número 00077. Las pruebas de impacto realizadas por el ejército de EE. UU. indican que la composición C-4 es menos sensible que la composición C-3 y bastante insensible. La insensibilidad se atribuye al uso de una gran cantidad de aglutinante en su composición. Se disparó una serie de disparos contra viales que contenían C-4 en una prueba denominada "prueba de bala de rifle". Solo el 20% de los viales se quemaron y ninguno explotó. Si bien el C-4 pasó las pruebas de impacto de bala y de impacto de fragmentos del Ejército a temperatura ambiente, falló en las pruebas de estímulo de choque, detonación simpática y chorro de carga con forma. Se realizaron pruebas adicionales, incluida la "prueba de fricción del péndulo", que midió una temperatura de explosión de cinco segundos de 263 °C a 290 °C. La carga inicial mínima requerida es de 0,2 gramos de azida de plomo o 0,1 gramos de tetrilo. Los resultados de la prueba de calor a 100 °C son: 0,13 % de pérdida en las primeras 48 horas, ninguna pérdida en las segundas 48 horas y ninguna explosión en 100 horas. La prueba de estabilidad al vacío a 100 °C arroja 0,2 centímetros cúbicos de gas en 40 horas. La composición C-4 es esencialmente no higroscópica.

La sensibilidad a los golpes de C-4 está relacionada con el tamaño de las partículas de nitramina. Cuanto más finos son, mejor ayudan a absorber y suprimir el impacto. Usar 3-nitrotriazol-5-ona (NTO) o 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenceno (TATB) (disponible en dos tamaños de partículas (5 µm, 40 µm)), como sustituto de RDX, también es capaz de mejorar la estabilidad ante estímulos térmicos, de impacto y de impacto/fricción; sin embargo, TATB no es rentable y NTO es más difícil de usar en el proceso de fabricación.

Análisis

Toxicidad

C-4 tiene efectos tóxicos en humanos cuando se ingiere. En pocas horas ocurren múltiples convulsiones generalizadas, vómitos y cambios en la actividad mental. Se observa un fuerte vínculo con la disfunción del sistema nervioso central. Si se ingiere, a los pacientes se les puede administrar una dosis de carbón activo para adsorber algunas de las toxinas, y haloperidol por vía intramuscular y diazepam por vía intravenosa para ayudar al paciente a controlar las convulsiones hasta que haya pasado. Sin embargo, no se sabe que la ingestión de pequeñas cantidades de C-4 cause ningún deterioro a largo plazo.

Investigación

Si C-4 está marcado con un marcador, como DMNB, se puede detectar con un detector de vapor explosivo antes de que se detone. Se puede utilizar una variedad de métodos para el análisis de residuos de explosivos para identificar C-4. Estos incluyen el examen con microscopio óptico y la microscopía electrónica de barrido para pruebas químicas puntuales de explosivos sin reaccionar, cromatografía de capa delgada, cristalografía de rayos X y espectroscopia infrarroja para productos de la reacción química explosiva. Las partículas pequeñas de C-4 se pueden identificar fácilmente mezclándolas con cristales de timol y unas pocas gotas de ácido sulfúrico. La mezcla se volverá de color rosa con la adición de una pequeña cantidad de alcohol etílico.

RDX tiene una alta birrefringencia y los otros componentes que se encuentran comúnmente en C-4 son generalmente isotrópicos; esto hace posible que los equipos de ciencia forense detecten rastros de residuos en las yemas de los dedos de personas que pueden haber estado en contacto recientemente con el compuesto. Sin embargo, los resultados positivos son muy variables y la masa de RDX puede oscilar entre 1,7 y 130 ng, cada análisis debe manejarse individualmente con un equipo de aumento. Las imágenes de luz polarizada cruzada obtenidas del análisis microscópico de la huella digital se analizan con un umbral de escala de grises para mejorar el contraste de las partículas. Luego se invierte el contraste para mostrar partículas RDX oscuras contra un fondo claro. Los números relativos y las posiciones de las partículas de RDX se han medido a partir de una serie de 50 huellas dactilares que quedan después de una sola impresión de contacto.

El C-4 militar y comercial se mezclan con diferentes aceites. Es posible distinguir estas fuentes analizando este aceite mediante cromatografía de gases de alta temperatura-espectrometría de masas. El aceite y el plastificante deben separarse de la muestra de C-4, normalmente mediante el uso de un disolvente orgánico no polar como el pentano, seguido de una extracción en fase sólida del plastificante sobre sílice. Este método de análisis está limitado por la variación de fabricación y los métodos de distribución.

Usar

Guerra de Vietnam

Estados Unidos los soldados durante la era de la Guerra de Vietnam a veces usaban pequeñas cantidades de C-4 como combustible para calentar las raciones, ya que se quemará a menos que se detone con un explosivo primario. Sin embargo, quemar C-4 produce vapores venenosos y se advierte a los soldados sobre los peligros de lesiones personales al usar el explosivo plástico.

Entre las tropas de campo en Vietnam se hizo de conocimiento común que la ingestión de una pequeña cantidad de C-4 produciría un 'subidón'. similar a la del etanol. Otros ingerían C-4, comúnmente obtenido de una mina Claymore, para inducir una enfermedad temporal con la esperanza de ser enviados de baja por enfermedad.

Uso en terrorismo

Los grupos terroristas han utilizado C-4 en todo el mundo en actos de terrorismo e insurgencia, así como en terrorismo doméstico y terrorismo de Estado.

La composición C-4 se recomienda en el currículo tradicional de entrenamiento con explosivos de al-Qaeda. En octubre de 2000, el grupo usó C-4 para atacar al USS Cole, matando a 17 marineros. En 1996, los terroristas saudíes de Hezbolá utilizaron C-4 para volar las Torres Khobar, un complejo de viviendas militares estadounidenses en Arabia Saudita. La composición C-4 también ha sido utilizada en artefactos explosivos improvisados por insurgentes iraquíes.

Galería

• 

  Insertar una gorra de explosión en un bloque de C-4 para prepararla para la detonación

• 

  La captura en paquetes C-4 indica que se ha etiquetado para una detección más fácil. Incluso si no se utiliza ningún taggant, todavía se pueden utilizar medios forenses sofisticados para identificar la presencia de C-4.

• 

  Inserción de tapas de explosión en bloques de explosivos C-4 (abajo) que se utilizan para destruir componentes de artillería sin explotar (cilindros)

• 

  Una carga de demolición que se monta desde múltiples palos de C-4