PRINCIPIO DE CARGA HUECA
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REPUBLICA BOLIV BOLI VARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DE LA DEFENSA DIRECCION GENERAL SECTORIAL DE LOS SERVICIOS DIRECCION DE ARMAMENTO ARMAMENTO DE LA .F.A.N .F.A.N ARSENAL "CNEL. (EJ) CARLOS PULIDO BARRETO" CURSO DE TECNICOS EN DEMOLICIONES Y DESACTIVACION DE BOMBAS Y EXPLOSIVOS
EXPLOSIVISTA SIEMPRE ADELANTE
Principio de Carga Hueca
CNEL (Av.) (Av.) MAXIMO SEMENZIN.
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PRINCIPIO DE CARGA HUECA
INDICE: 05
Intr!##$%n D&'rr
Reseña histórica del principio de Carga Hueca Definición de Carga Hueca Principio de funcionamiento Efectos de la Carga Hueca Propósito de la Carga Hueca Caract Caracter ersti sticas cas !ue !ue deter determi minan nan la la perfor perforaci ación ón de de Carga Carga H" H" #ipos de Carga Hueca Empleo de la Carga Hueca Preparación de una Carga Hueca
Cn#'$%n
06 11 11 14 15 16 1$ %4 %4 %&
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PRINCIPIO DE CARGA HUECA
INDICE DE ANEXOS: 'ne(o ' Propósitos de la Carga Hueca 'ne(o ) #ipos de Carga Hueca 'ne(o C Preparación de la Carga Hueca
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PRINCIPIO DE CARGA HUECA
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INTRODUCCIÓN: Este tra+a,o tiene como principal finalidad dar a conocer todo lo referente a la utili-ación del principio de cargas huecas tanto en el medio militar como en el .m+ito industrial/ de igual manera se plantea su constitución/ ela+oración principios efectos so+re los diferentes o+,etios o campos donde es empleada" Este tra+a,o se presenta como una gua para el uso del principio de Carga Hueca en la destrucción de o+,etios militares/ al igual !ue para ciertos proectos de tra+a,os industriales" 2a sencilla ela+oración de herramientas donde se pone en pr.ctica este principio/ as como lo efectio !ue resulta su uso con poco material e(plosio/ permite catalogar a la carga hueca como de gran utilidad ersatilidad"
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Reseña Histórica de las Cargas Huecas:
El primer registro +i+liogr.fico 3indito so+re el uso de cargas superficiales caitosas o cargas direccionales 3cargas huecas el cual se tenga noticia data del año 1&$%" Registro el cual su contenido es incipiente difuso"
El concepto original del principio de carga hueca tuo lugar en el año de 1* en 'lemania/ cuando un ingeniero en minas de nom+re 7'8 9:; <=>#ER hi-o el siguiente enunciado? @una carga e(plosia cilndrica li+remente apoada so+re una plancha met.lica presenta menor poder de penetración !ue otra similar en forma/ tamaño/ peso/ pero ahuecada cónicamente@/ de igual forma insistió !ue el aproechamiento de la energa e(plosia depende en gran medida de la conformación e(terna del e(plosio/ es decir/ !ue manteniendo constante el peso de la carga e(plosia/ el tra+a,o de esta depende
de la forma de su presentación 3p"e" Cu+ica/ esfrica/
cilndrica/ cónica/ etc" Curiosamente en el año 16 se patentó 3Auslo )loem una enoltura para detonadores con un reestimiento hemisfrico hueco !ue concentra+a su efecto a lo largo del e,e simtrico"
En el año 1 una controersia contractual 3calidad de la presentación de +lo!ues de e(plosios entre la oficina gu+ernamental de la 'rmada de los Estados Bnidos/ con sede en la )ase ;aal de #orpedo/ ;e Port el contratista Charles Edard 7unroe/ !umico de profesión/ hi-o !ue este ultimo redescu+riera el efecto e(plosio e
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una carga puntual caitosa" ' su e-/ 7unroe descu+rió !ue si un +lo!ue de e(plosio algodonado con letras graadas en identación en su superficie opuesta los caracteres se identar.n en la superficie de la plancha de acero" gualmente/ si los caracteres se presentan gra+ados en reliee/ estos se imprimir.n en reliee so+re dicha superficie met.lica" En definitia/ 7unroe redescu+rió @2a magen Ara+ada@ por intermedio de pirotcnica/ es decir/ la reproducción del negatio a partir del positio/ iceersa" Bn e,emplo de ello fueron tar,etas met.licas de presentación"
2os estudios de 7unroe so+re dirigir concentrar la energa e(plosia 3elocidad erosia de los gases lo llearon a descu+rir la capacidad perforante de una carga e(plosia proista de una caidad cónica en el e(tremo adosado a la superficie de sometimiento" 2os primeros ensaos de 7unroe le permitieron o+serar el efecto !ue produce la disposición de cartuchos de dinamita en la configuración cónica 3acho-ada/ con iniciación en el rtice" 2a energa e(plosia irradiada a partir de la superficie interior del cono se concentra en su e,e longitudinal/ para as proectarse hacia su +ase" El efecto de esta energa so+re una superficie de sometimiento es mu superior al o+serado en configuraciones a(iales radicales de las cargas e(plosias" 7unroe determino e(perimentalmente !ue la profundidad del cr.ter erosio
en la superficie
sometida
corresponda
apro(imadamente al 50 del respectio di.metroF toda e- !ue el peso de la carga e(plosia hueca es apro(imadamente la mitad del
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&
correspondiente de la carga e(plosia maci-a/ esta ultima apenas produce un hundimiento de la plancha de acero"
En definitia/ Mnr& demostró el efecto destructor multiplicador de una carga superficial cilndrica con la +ase de adosamiento ahuecada/ dado !ue las ondas detonantes proenientes de la generatridel cono conergen en su e,e de simetra dando una resultante ectorial maor !ue a!uellas !ue la han originado" 2os mritos de este hom+re lo llearon a ser mundialmente reconocido con el llamado @&*&#t Mnr&".
En 1$1/ tres años m.s tarde de a!uella fecha !ue dio inicio a una nuea generación de dispositios de cargas e(plosias 37unroe/ aparece un nueo redescu+rimiento del principio de las cargas e(plosias huecas
conformadas 3moldeadas" Esta e- fue el
ingeniero de minas 'lem.n Egon ;emann/ !ue hi-o efectia su patente en 1$10 con la empresa Gesttalish'nhaltische >prengstott/ 'A" ;emann e(perimentó con +lo!ues de #;# proistos de identaciones cónicas 3caidades incompletas" 'l comparar los resultados con a!uellos o+tenidos con +lo!ue maci-os de #;#/ o+seró !ue los primeros perfora+an las planchas de hierro for,ado/ en cam+io/ los segundos apenas lo a+olla+an "
En definitia
2a aplicación m.s inmediata del efecto 7unroe tuo lugar durante la primera guerra mundial 31$141$1/ posteriormente/ la dcada de los
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*0 sirió de marco referencial para !ue los inestigadores como Henr Hans 7ohaupt 3norteamericano de origen sui-o/ R"G"Good 1$*6 3ingles
con la incorporación de un
reestimiento met.lico de la superficie caitosa interior" Este artificio fsico permitió me,orar nota+lemente la profundidad del efecto penetrante de la energa e(plosia"
7otiados por la segunda guerra mundial 31$*$1$45/ se desarrollo r.pidamente la tecnologa de las cargas conformadas huecas reestidas/ puntuales lineales" En tal sentido/ entre 1$*5 1$50 todo esfuer-o tcnico de este nueo principio fsico fue canali-ado hacia las aplicaciones +licas/ tal es el caso de 7ohaupt !ue en 1$4% inento la granada propulsada/ )a-ooJa/ precursora de los proectiles misilsticos modernos/ un e,emplo de ello lo tenemos con las :,ias Heat de efecto trmico iolento" De igual manera/ empresas como la E"" Du Dont de ;emours KCo" Concentraron sus recursos en el desarrollo de los chorros perforadores"
El año 1$40 fue testigo de las primeras patentes con la concepción del reestimiento lineal de las cargas huecas" En este mismo año/ el 10 de mao/ Edem Emael/ un fuerte militar )elga/ claudicó como consecuencia del ata!ue 'lem.n con cargas conformadas huecas contra las
defensas +lindadas 3planchas de acero de 15 cm" de
espesor" El peso de las cargas e(plosias osciló entre 11 Lg" 50 Lg"
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;o todo ha sido aplicado a los fines +elicistas/ aun!ue la intención no ha estado mu le,os de ello" MicJ en el año de 1$4& estudio la producción de meteoritos artificiales a partir del principio de las cargas huecas"
En el año de 15* se dio inicio a los estudios
aan-ados so+re el colapso de los reestimientos de las cargas hueca el proceso de penetración en o+,etos sometidos/ a partir de la tcnica de R8destello 3
En 1$5/ 2ariJo/ inestigó la apori-ación del chorro energtico durante la colisión de superficies de sometimiento" gualmente/ en este mismo año/ Delacour/ et al" E(pusieron la tecnologa de los reestimientos +imet.licos la eliminación del piruto o @-anahoria@ 3trmino petrolero/ carrot"
' estos estudios siguieron otros/ tales como los de N"N")asset 7uradur K
e concluó !ue el moimiento rotacional del misil disminue el poder penetrante de la carga hueca/
a !ue ocurre un efecto dispersio del chorro
energtico" En tal sentido >hardin inestigo la perdida energtica de la sección transersal de la onda de Detonación durante su proceso de e(pansión rotacional radial/ situación !ue ocurre cuando las cargas huecas actiadas son sometidas a la cantidad de moimiento especifico del misil"
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PRINCIPIO DE CARGA HUECA
Definición de Carga Hueca: 2as cargas huecas se +asan en el principio @7unroe;emann@/ el cual se fundamenta en dirigir la acción detonante de una carga e(plosia/ para aumentar su eficacia en penetrar acero/ +linda,es/ hormigón cual!uier otra clase de mampostera" Por lo general son de forma cilndrica/ tienen la parte superior cónica/ una depresión cónica en la +ase un forro cónico !ue puede ser de metal/ idrio o de cual!uier otro material inerte" Estas cargas son detonadas o actiadas por c.psulas o fulminantes
militares elctricos e inelctricos s/
o cual!uier otro
dispositio reglamentario de disparo !ue tenga una c.psula detonante adherida" 2as cargas huecas generalmente est.n constituidas
de
e(plosios tales como? Composición )/ pentolita/ ednatol/ etc"
rinci!i" de funci"na#ient" de la Carga Hueca: 2a Carga Hueca est. constituida por un aso troncocónico destinado a contener una carga e(plosia de eleada elocidad de detonación 3orden de "000 mtsOseg" o maor !ue llea la+rada una o!uedad cónica reestida de un em+udo de metal u otro material con igual forma 3de espesor entre 1O50 1O&0 del cali+re so+re el aso de una falsa o,ia 3en caso de proectiles o separados 3+arras cua misión es mantener una distancia preesta+lecida entre la +ase del cono la +ase a perforar 3distancia optima"
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En los proectiles la carga se alo,a adapt.ndose a las paredes hasta llegar a la pro(imidad de la o,ia/ en !ue adopta una forma cónica con hacia ella el rtice del cono coincidiendo con el e,e del proectil" 'l funcionar la carga e(plosia/ la onda de detonación ataca el reestimiento/ !ue es proectado hacia el e,e/ se forma una masa met.lica parcialmente fundida !ue se despla-a hacia delanteF esta masa met.lica se separa r.pidamente en dos partes el ;ooQ animado de una elocidad relatiamente pe!ueña el ChorroQ constituido por una masa menor pero de mu eleada elocidad 3orden de los 10 Lm"Oseg" " ' la formación del chorro/ constituido en la parte por metal fundido/ constitue no solo el metal de reestimiento sino los gases resultantes de la detonación de la carga e(plosia con una eleada densidad/ presión/ temperatura elocidad" 2a perforación de este tipo de proectil depende de los siguientes factores?
'ngulo del cono de la carga"
Peso potencia del e(plosio"
Clase espesor del cono met.lico"
Distancia de la e(plosión al +linda,e"
9elocidad de rotación del proectil" Cuando la carga hueca acompaña al moimiento de rotación del
proectil/ la perforación es menor/ siendo por lo tanto mas eficaces las cargas huecas lan-adas con tu+os de .nima lisa !ue con tu+o de .nima raada"
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'hora +ien/ los tu+os de .nima lisa esta+ili-an peor el proectil !ue de .nima raada/ por lo !ue la tendencia es utili-ar tu+os raados/ pero tratando de eitar !ue la rotación del proectil se trasmita a la carga hueca" 2a
elocidad remanente no de+e so+re pasar unos limites
determinado al o+,eto de !ue el proectil/ al chocar con la plancha de +linda,e/ no se desorganice dado !ue su resistencia de cho!ue es inferior a la de los restantes proectiles perforantes" 2a perforación !ue se consigue con los proectiles de carga hueca so+re fortificaciones de hormigón/ es cuatro eces maor !ue so+re plancha de +linda,e/ practicando orificios de pe!ueños di.metros 3 de % a 5 cm/ segn el peso de la carga sin producir la desorgani-ación del hormigónF por lo tanto/ sus efectos son pe!ueños contra personal protegido por este tipo de o+ras" 2a perforación se puede determinar por la siguiente formula? a" & + L. ( ,!-,t) e S Espesor perforado 2 S 2ongitud del dardo en centmetro ptS Densidad del material a perforar pdS Densidad del dardo"
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2os dos ltimos alores se determinan mediante ensaos e(perimentales" +" & + (-/.0).# e S Espesor perforado c S Cali+re del cono de la carga hueca 2os alores de esta formula se a,ustan apro(imadamente a los resultados reales" c"
& + , 123
e S Espesor perforado p S Peso de la carga e(plosia en Lilos"
Efect"s de la Carga Hueca: El efecto de la carga hueca se fundamenta en direccionar el flu,o energtico producido por la carga e(plosia !ue la constituen/ generalmente son utili-ados e(plosios de alta elocidad de detonación para de esta manera aproechar el amplio potencial energtico producido por estos lograr segn sea el re!uerimiento la perforación o corte preciso del o+,etio" Ca+e destacar !ue el flu,o energtico producido por
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una carga hueca es superior al correspondiente de una carga e(plosia no hueca/ aun cuando esta ltima contenga maor cantidad del mismo tipo de e(plosio" El alor de la penetración del chorro energtico se incrementa cuando la carga hueca es reestida"
r"!ósit" de la Carga Hueca: 2as cargas huecas pueden ser utili-adas para dos propósitos en especficos / !ue son Perforación Corte/ dependiendo del tipo de carga empleada" Cr4 5&# Pnt ? En este dispositio se puede decir !ue los
aspectos m.s resaltantes est.n acondicionados a optimi-ar la potencia de penetración del chorro de energa/ los cuales son? 1" 'proechamiento al m.(imo de la energa del e(plosio" %" >e de+e reducir el contenido del e(plosio" *" Hacer un +alance dimensional entre el di.metro de la +ase
del
dispositio e(plosio en altura" Cr4 5&# L$n& ? El principio de funcionamiento de la carga
hueca lineal es similar al de carga hueca puntual" 'm+as cargas e(plosias son direccionales/ conformadas/ desacopladas o de relatio
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acoplamiento 3semiacoplado/ pudiendo o no estar reestidas en sus caidades" 2a diferencia fundamental entre unas otras radica en el mecanismo de ruptura a !ue son sometidos los materiales solicitados" 2a perforaciónOpun-onada se identifica en las cargas huecas puntuales/ en tanto !ue las cargas huecas lineales se ciñen al mecanismo din.mico de ruptura por corte"
Caracter$sticas %ue deter#inan la !erf"ración de la Carga Hueca: 1" 'ngulo del cono de la carga" %" Peso potencia del e(plosio" *" Clase espesor del cono met.lico" 4" Distancia de la e(plosión al +linda,e" 5" 9elocidad de rotación del proectil" 6" Consideraciones pr.cticas para el diseño de una carga hueca"
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Ti!"s de Carga Hueca: '" M$$tr&'? Carga Hueca 7%'*? Este tipo de carga tiene un peso de &/10 Lgs" de los cuales 5/%%1 Lgs" >on del e(plosio denominado Pentolita o Composición )/ tiene una +ase de fi+ra de 1 cm" de di.metro por 1&/ cm" de altura/ tiene un poder perforador de $0 cm" en hormigón armado *0 cm" en una plancha +lindada" Carga Hueca 7*? El peso total de esta carga es de 1/160 Lgs" De los cuales 1*/6%0 Lgs" >on del e(plosio Pentolita o Composición )/ el enase met.lico" Esta carga se diferencia de la 7%'* de+ido a !ue tiene preisto * partes de * cm" de largo/ puede perforarse con ella muros de hormigón armado de 15 cm" planchas +lindadas de 50cm" )" C6&r#$&' ? >haped Charges? >e utili-a para cañoneo de po-os petrolferos/ su e(plosio es a +ase de RD8 su carcasa es de acero cu+ierto de una camisa pl.stica"
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E#!le" de la Carga Hueca: 2a carga hueca se puede utili-ar tanto en el area militar como en el .rea comercial
as.ndola en el cañoneo de po-os petroleros/
perforaciones de +linda,es / paredes efectos antitan!ue"
re!aración de una Carga Hueca: >e puede usar cual!uier clase de recipientes tales como conos/ em+udos o copas en forma de cono !ue se les haa !uitado el pie co+re/ ho,alata/ cartón o -inc como forros huecos/ tam+in +otellas con una caidad en el fondo son e(celentes/ si no se dispone de ninguno de estos/ se o+tiene un efecto reducido cortando una caidad en un +lo!ue de e(plosio pl.stico" 1" >iempre colo!ue el detonador o ce+o desde el centro e(acto de la parte superior" %" Haga el .ngulo de la caidad 3cono entre 45T 60T" *" 'segurese !ue la distancia del soporte de pie sea de 1 a 1 1O% eces el di.metro del cono" 4" 'segurese !ue el alto e(plosio en el enase sea % eces el del cono medido desde la +ase hasta la parte superior
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CONC&USIÓN: 2a utili-ación del principio de cargas huecas tanto en el medio militar como en el .m+ito industrial/ es de gran importancia/ por cuanto permite la reali-ación de tra+a,os de pun-onado o perforación corte/ con el empleo de una menor cantidad de material e(plosio !ue si se estuiera tra+a,ando con cargas no huecas" 2a sencilla ela+oración de herramientas donde se pone en pr.ctica este principio/ as como lo efectio !ue resulta su uso con poco material e(plosio/ permite catalogar a la carga hueca como de gran utilidad ersatilidad" 's mismo el presente tra+a,o inestigatio nos facilitó la ad!uisición de una amplia gama de conocimientos teóricos pr.cticos/ haciendo nfasis en lo referente a la ela+oración improisada de una carga hueca del tipo puntual/ aspecto !ue nos permitió conocer la facilidad de preparación de estas cargas/ !ue est.n +asadas en elementos inertes constitutios de mu f.cil ad!uisición para !uien desee construirlas/ siendo la carga e(plosia la parte de m.s difcil o+tención/ a !ue son productos !ue re!uieren una permisologa especial para su tenencia uso"
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Reseña Histórica de las Cargas Huecas:
El primer registro +i+liogr.fico so+re el uso de cargas/ del cual se tenga noticia data del año 1&
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El concepto original del principio de carga hueca tuo lugar en el año de 1* por 7'8 9:; <=>#ER
En 16 3Auslo )loem una enoltura para detonadores con un reestimiento hemisfrico hueco !ue concentra+a su efecto a lo largo del e,e simtrico"
En 1 una controersia contractual entre la oficina gu+ernamental de la 'rmada de los Estados Bnidos el contratista Charles Edard 7unroe/ hi-o !ue este redescu+riera el efecto e(plosio de una carga
puntual caitosa" 7unroe
redescu+rió @2a magen Ara+ada@ por intermedio de pirotcnica"
2os estudios de 7unroe so+re dirigir concentrar la energa e(plosia lo llearon a descu+rir la capacidad perforante de una carga e(plosia proista de una caidad cónica"
7unroe demostró el efecto destructor multiplicador de una carga superficial cilndrica con la +ase de adosamiento ahuecada" 2os mritos de este hom+re lo llearon a ser mundialmente reconocido con el llamado @efecto 7unroe@"
En 1$1/ tres años m.s tarde de a!uella fecha !ue dio inicio a una nuea generación de dispositios de cargas e(plosias
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37unroe/ aparece un nueo redescu+rimiento del principio de las cargas e(plosias huecas/ Egon ;emann/ e(perimentó con +lo!ues de #;# proistos de identaciones cónicas "
como los
precursores de las cargas conformadas huecas"
2a aplicación m.s inmediata del efecto 7unroe tuo lugar durante la primera guerra mundial 31$141$1/ posteriormente/ la dcada de los *0 sirió de marco referencial para !ue los inestigadores como Henr Hans 7ohaupt/ R"G"Good
7otiados por la segunda guerra mundial 31$*$1$45/ se desarrollo r.pidamente la tecnologa de las cargas conformadas huecas reestidas/ puntuales lineales
En 1$40 las primeras patentes con la concepción del reestimiento lineal de las cargas huecas"
MicJ en el año de 1$4& estudio la producción de meteoritos artificiales a partir del principio de las cargas huecas"
En 1$5/ 2ariJo/
inestigó la apori-ación del chorro
energtico durante la colisión de superficies de sometimiento"
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N"N")asset 7uradur K
Definición de Carga Hueca: 2as cargas huecas se +asan en el principio@7unroe;emann@/ el cual se fundamenta en dirigir la acción detonante de una carga e(plosia/ para aumentar su eficacia en penetrar acero/ +linda,es/ hormigón cual!uier otra clase de mampostera" Por lo general son de forma cilndrica/ tienen la parte superior cónica/ una depresión cónica en la +ase un forro cónico !ue puede ser de metal/ idrio o de cual!uier otro material inerte" Estas cargas son detonadas o actiadas por c.psulas o fulminantes
militares elctricos e inelctricos/
o cual!uier otro
dispositio reglamentario de disparo !ue tenga una c.psula detonante adherida" 2as cargas huecas generalmente est.n constituidas e(plosios tales como? Composición )/ pentolita/ ednatol/ etc"
CNEL (Av.) MAXIMO SEMENZIN.
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