Dynamit – geneza, Alfred Nobel, zastosowanie, działanie

1 stycznia 1867 był dla niego wielkim dniem. Wtedy właśnie po wielu próbach udało mu się wyprodukować materiał wybuchowy, który zmienił świat — dynamit.

Kto wymyślił dynamit?

Dynamit wymyślił Alfred Nobel. Kim był? Człowiekiem renesansu. Nie tylko tworzył wynalazki i sukcesywnie wprowadzał je na rynek, lecz także interesował się sprawami społecznymi, jak na przykład kwestią pokoju na świecie. Pociągała go również literatura, tworzył wiersze oraz utwory dramatyczne. W szkole najbardziej zajmowała go chemia, ale ciekawiły go również i inne nauki przyrodnicze.

Wynalezienie dynamitu na zawsze będzie kojarzone z nazwiskiem Szweda. Przyszedł na świat w zamożnej rodzinie. Jego rodzice – Immanuel Nobel i Andriette Ahisell, zajmowali się przemysłem. Gdy miał lat dziewięć, jego rodzina podjęła uwarunkowaną interesami decyzję o przeprowadzce do Sankt Petersburga. Rodzice zapewnili Alfredowi doskonałe, prywatne wykształcenie, dzięki któremu już jako siedemnastolatek mówił płynnie nie tylko w swoim rodzimym języku, lecz także i w kilku innych – po francusku, angielsku, niemiecku i rosyjsku. Swoją edukację zwieńczył w USA i Paryżu.

Dynamit historia

Przełomowym momentem w życiu Nobla było spotkanie z Ascaniem Sobrerą. W roku 1847 Sobrera odkrył ciecz o silnych właściwościach wybuchowych – nitroglicerynę. Nobel bardzo się tym zafascynował. Od tego momentu wzrastało jego zainteresowanie wytwarzaniem substancji wybuchowych, oraz ich bezpieczną produkcją.

Alfred Nobel wraz ze swoim bratem, Emanuelem, podjęli się produkcji nitrogliceryny na skalę fabryczną. Największy przełom dokonał się we wrześniu 1864. W fabryce należącej do rodziny Noblów doszło do kilku eksplozji. W wyniku jednej z nich stracił życie Emil, młodszy brat Alfreda. Nobel przysiągł sobie, że ujarzmi on nitroglicerynę tak, by stała się bezpieczniejszą.

Nitrogliceryna dynamit — próby i sukces

Zauważył on, że do najbardziej tragicznych wypadków z nitrogliceryną dochodziło przede wszystkim w trakcie transportu. Zaczął więc eksperymentować z najróżniejszymi substancjami, by ją ustabilizować. Na koniec pomógł przypadek. Twórca dynamitu zauważył mianowicie, że krzemionka posiada o wiele silniejsze cechy absorbujące niż np. piasek. Zmieszana wraz z olejem trakcyjnym stanowi gęsty kit, a takim można już było z łatwością manipulować. Poza tym substancja zachowywała swoje wybuchowe cechy. Nobel wykorzystał nitroglicerynę jako podstawowy składnik do wyprodukowania dynamitu (w proporcji 75% nitrogliceryny do 25% ziemi okrzemkowej). Nowa substancja miała początkowo być sygnowana jako „bezpieczny proch Nobla”, jednak ostatecznie nadano jej nazwę dynamit, pochodzącego od greckiego słowa „dynamis” oznaczającego potęgę.

Dynamit odniósł wielki sukces i szybko stał się bardzo cennym produktem. W pierwszym roku powstało 11 ton produktu, a już po 5 latach aż 1350 ton rocznie. Wraz z upływam lat, w ponad 20 krajach otworzono około 90 fabryk. Sam Nobel mógł wówczas rozwijać swój biznes. Podczas swojego życia opatentował 355 wynalazków. Przedsiębiorstwa Nobla posiadały 93 fabryki w  krajach na całym świecie, oraz produkowały rocznie niemal 70 tysięcy ton materiałów wybuchowych.

Jak zrobić dynamit, czyli nitrogliceryna i inne składniki

Dynamit zaliczany  jest do „nitroglicerynowych” materiałów wybuchowych. W skład dynamitu wchodzi mieszanina ciekłego triazotanu glicerolu wraz z substancjami stałymi, nadającymi mu cechy plastyczne. Początkowo triazotan glicerolu znalazł swoje zastosowanie w stanie płynnym jako materiał kruszący. Było to zarówno niewygodne, jak i niebezpieczne. Nobel jako pierwszy zastosował triazotan glicerolu wraz z ziemią okrzemkową. Otrzymał dynamit, który łatwo formować w ładunki i detonować od spłonki wraz z piorunianem rtęci.

Kolejne etapy rozwoju dynamitu polegały na zamianie obojętnej wybuchowo ziemi okrzemkowej na mączkę drzewną lub wybuchowe, jak azotan  celulozy oraz saletrę amonową. W ten sposób produkowało się tradycyjny dynamit. Początkowo zawartość gliceryny sięgała aż 75%, obecnie wynosi ona około 10%.

Jaką substancję zastąpił dynamit?

Dynamit wyparł proch. Różnił się od prochu głównie tym, że palił się i eksplodował w dużo krótszym czasie, oraz posiadał znaczną siłę rozrywczą. Był bardziej skuteczny szczególnie w zastosowaniach wojskowych i górniczych. Kolejna różnica polegała na tym, że proch, aby zadziałał, musiał znajdować się w naczyniu zamkniętym, podczas gdy dynamit, umieszczało się pod, nad lub obok jakiegoś przedmiotu, rozrywając go w jednej chwili. Dynamit ma również wyższy stopień łatwopalności, co oznacza, że może on zapalić się znacznie szybciej niż proch.

Dynamit a nitrogliceryna

Dynamit, by działał sprawnie, powinien być na tyle suchy, by nie zwilgotniał ścian naczynia, w którym jest umieszczony. Powinno się wykorzystywać krzemionkę w postaci drobnego proszku, ponieważ otrzymany z piasku rzecznego dynamit, wybucha poprzez uderzenie młotkiem tak jak czysta nitrogliceryna.

Nitroglicerynę przemienioną w dynamit można było długo przechowywać oraz nie oddzielała się ona od krzemionki, z którą ją zmieszano.

Dynamit różni się od nitrogliceryny przede wszystkim tym, że nie jest aż tak łatwo zapalny, a co za tym idzie, jest daleko bardziej bezpieczny i łatwy w użyciu. Do zapalenia nitrogliceryny wystarcza słaby nabój prochu, gdy tymczasem dynamit potrzebuje naboju prochowego dużo większego, albo co lepsze, piorunianu rtęci.

Zastosowanie dynamitu

Dynamit przyczynił się do rewolucji w robotach ziemnych, skalnych i górnictwie. Stosuje się go głównie do kruszenia wytworów geologicznych i budynków; posiada również zastosowania militarne. Można go używać z powodzeniem do rozrywania lodu, rozrywania skał, wybijania studni, tunelów, etc. Prace w tych obszarach uległy wielkiemu uproszczeniu i przyspieszeniu. Dynamit znalazł swoje zastosowanie także w górnictwie, gdzie używanie innych środków było niebezpieczne ze względu na znajdowanie się tam metanu czy pyłu węglowego. Dzięki dynamitowi w drugiej połowie XIX w. i w wieku XX dokonywano ogromnych prac inżynieryjnych. Używano go między innymi na Dunaju jak też i do przebicia Tunelu Św. Gottharda w Alpach. Dzięki niemu zostały stworzone kanały Sueski, Koryncki i Panamski.

Wybuch dynamitu

Sprawdzano również, jak się odpala dynamit także w rybołówstwie: wrzucano do rzeki bądź stawu ładunek wykończony stupiną Bickworta, która może palić się pod wodą. Ryby znajdujące się w pobliżu płyną do punktu światła. Gdy stupina dopala się, następuje wybuch. Zabite ryby znajdują się na powierzchni wody. Należy zapalić stupinę nie od strony ciała palącego się płomieniem, lecz od rozżarzonego. Sposób ten posiada tę niedogodność, że zabija wszystkie ryby w pobliżu. Jednakże może z niego korzystać, gdy potrzeba z miejsca znacznej ilości ryb.

Ciekawostki

Zastosowanie w medycynie

Nitrogliceryna, z której składa się dynamit, jest nie tylko materiałem wysokowybuchowym, ale również znajduje swoje zastosowanie jako lek, pomagając cierpiącym na choroby serca jako środek uśmierzający ból. Sprawia ona, że naczynia krwionośne się rozszerzają. Wobec czego w momencie odczuwania bólu serca przez chorego może on sięgnąć po tabletkę. Nitrogliceryna rozszerza naczynia wieńcowe wokół serca, a chory odczuwa ulgę. Nawet drobne zwiększenie średnicy naczyń przyczynia się do znaczącego wzrostu dopływu krwi. W związku z tym mięsień sercowy otrzymuje wystarczającą ilość tlenu i w  ból mija.

Polski akcent

Mieszcząca się na Śląsku Fabryka Materiałów Wybuchowych z Bierunia, na podstawie patentu Nobla, rozpoczęła produkcję w roku 1871. Lokalizacja jest nieprzypadkowa – mieści się w samym centrum zagłębia górniczego. Stworzono ją jako ósmą fabrykę dynamitu na globie. Mieszkańcy Bierunia przyzwyczaili się już do kontrolnych eksplozji, mimo iż nie detonuje się tu już dynamitu. W chwili obecnej w Bieruniu produkuje się nowoczesne materiały wybuchowe, nazywane przewrotnie “bezpiecznymi”. Mogą one być wykorzystane w kopalniach metanowych, jak i na pokładach, gdzie stężenie pyłu węglowego utrzymuje się na wysokim poziomie.

Koniec wojen?

Nobel był przekonany, że dzięki swojemu wynalazkowi wszystkie wojny na świecie znajdą swój kres.

Moje fabryki dynamitu zakończą wszystkie wojny na świecie dużo szybciej niż wszystkie te wasze kongresy – mówił. Tego dnia, kiedy dwie przeciwległe armie zdadzą sobie sprawę, że są w stanie zniszczyć przeciwnika w sekundę, wszystkie cywilizowane narody z przerażeniem odwrócą się od wojny, a następnie rozpuszczą swe armie! 

To, co stało się później, było jednak dokładną antytezą tego, co twierdził Nobel. Armie mogły z łatwością sięgać po dynamit, w związku z czym ten materiał wybuchowy mógł zabijać i niszczyć wszystko, co stawało mu na drodze. Był on używany w czasie wojny hiszpańsko-amerykańskiej w drugiej połowie XIX wieku. Stosowano w niej nawet działa dynamitowe.

Nagroda Nobla

Nagroda Nobla to prestiżowa nagroda przyznawana co roku w dziedzinie fizyki, chemii, medycyny, literatury oraz pokoju. W swoim testamencie z 1895 roku Nobel zapisał swój majątek, który miał być wykorzystany do stworzenia fundacji, która miała finansować nagrody dla osób, które w szczególny sposób przyczyniły się do poprawy ludzkiego losu.

Nobel był zaniepokojony tym, że jego pamięć będzie zawsze związana z wynalazkiem dynamitu, który był używany do wojskowych celów. Chciał, aby jego pieniądze wykorzystano do pozytywnych celów, dlatego też ustanowił nagrody dla osób, które przyczyniły się do postępu nauki i kultury, oraz dla tych, którzy walczyli o pokój i rozwijanie braterstwa między narodami.

Pierwsze nagrody wręczono w 1901 roku, a od tego czasu co roku są przyznawane w pięciu kategoriach. Laureatów wybierają komitety noblowskie pod egidą Szwedzkiej Akademii Nauk, składające się z wybitnych specjalistów w danych dziedzinach. Otrzymanie nagrody Nobla jest ogromnym wyróżnieniem i uznaniem dla osiągnięć naukowych i artystycznych oraz jest uważane za jedno z najważniejszych wyróżnień w dziedzinie nauki i kultury na świecie.