Calculadora de radio de explosión

Esta calculadora de radio de explosión estima la distancia a la que una explosión de fase condensada sigue produciendo una sobrepresión incidente de pico elegida. Introduzca la masa explosiva en kilogramos, un factor de equivalencia TNT y una sobrepresión objetivo en kilopascales. El motor convierte la carga en masa equivalente de TNT, invierte la curva de sobrepresión a distancia reducida de Kinney–Graham con una bisección fija y devuelve el radio de Hopkinson–Cranz en metros. Los umbrales típicos de cribado incluyen unos siete kilopascales para la rotura de ventanas y unos treinta y cinco kilopascales para daños graves en edificios. El modelo es una idealización de onda de choque en campo libre: omite reflexiones, confinamiento, terreno y lesiones.

Qué significan la distancia reducida y la sobrepresión de pico

La escala de raíz cúbica de Hopkinson–Cranz es el modo estándar de primer orden para comparar ondas de choque en aire procedentes de masas de carga distintas. Dos explosiones geométricamente semejantes producen la misma sobrepresión de pico a la misma distancia reducida Z, definida como el radio físico R dividido entre la raíz cúbica de la masa equivalente de TNT W. Por eso ocho kilogramos de TNT, a la misma sobrepresión, alcanzan el doble de lejos que un kilogramo: la raíz cúbica de ocho es dos.

La equivalencia TNT convierte un explosivo real en una masa equivalente de TNT mediante un factor publicado de eficacia relativa, de modo que una carga de C-4, ANFO o pólvora negra puede cribarse con la misma curva de sobrepresión tras la multiplicación. Esta calculadora invierte a continuación la fórmula de sobrepresión incidente de Kinney–Graham de 1985, que da la razón entre la sobrepresión de pico y la presión atmosférica estándar como una función decreciente y suave de Z.

La razón usa el producto cerrado de tres denominadores en raíz cuadrada que Kinney y Graham ajustaron a datos de onda de choque en campo libre, con P-zero igual a ciento uno coma tres dos cinco kilopascales. Resolver Z en su sobrepresión objetivo y multiplicar por la raíz cúbica de W produce el radio en metros.

La sobrepresión incidente de pico es el salto brusco de presión por encima del ambiente sobre una superficie paralela al frente de onda; no es la presión reflejada en un muro de frente, ni el impulso, ni un radio de fragmentos. Los puntos de control habituales de planificación incluyen unos siete kilopascales, cerca de una libra por pulgada cuadrada, para la rotura de ventanas, y unos treinta y cinco kilopascales, cerca de cinco libras por pulgada cuadrada, para daños estructurales graves.

Esos puntos son cifras de cribado, no criterios de lesión. El motor es un modelo de fuente puntual en campo libre: no tiene reflexión en el suelo, ni cañón urbano, ni búnker, ni meteorología Monte Carlo.

Dónde encaja una estimación de radio de explosión — y dónde no

Los ingenieros de seguridad de proceso usan un radio de explosión a distancia reducida como primer contorno al cribar el almacenamiento de materiales energéticos, los esbozos de consecuencias de accidente o la distancia de separación en torno a una unidad de proceso, antes de abrir un libro completo de Kingery–Bulmash o una corrida de dinámica de fluidos computacional.

Docentes y estudiantes se encuentran con la misma identidad de raíz cúbica en cursos de física de explosiones y protección civil: dada la masa, la equivalencia TNT y una sobrepresión de libro, cuál es R, y si ocho veces la masa duplica de verdad la distancia. Esta página no es una ayuda de diseño de armas, ni una tabla de letalidad, ni un sustituto de UFC 3-340-02, de un consultor de explosiones colegiado o de un cálculo de presión reflejada sobre una fachada real.

Prefiérala cuando ya disponga de una masa de carga, un factor TNT publicado y un umbral de sobrepresión de campo libre en kilopascales; convierta primero libras y libras por pulgada cuadrada si su documento de origen es imperial. Mantenga las peticiones dentro de los límites documentados, fije el radio redondeado en las pruebas y recuerde que el suelo, los edificios y el confinamiento pueden desplazar el contorno verdadero por un factor grande.

Combine la calculadora con otros auxiliares de física deterministas y gratuitos cuando esté armando un laboratorio pequeño de cribado, no un modelo completo de consecuencias.