¿Es la onda de choque de una bomba lo suficientemente fuerte como para matar? [cerrado]

Estoy viendo una película, The Hurt Locker, y la primera escena muestra la explosión de un IED que mata a un soldado. Por supuesto, las películas no representan explosiones con el máximo realismo, pero me di cuenta de que los escombros y el humo/las llamas no lo alcanzaban, y me dio curiosidad saber si los aspectos invisibles de una explosión: el calor o la conmoción cerebral pueden ser letales (sin llevar metralla).

¿Qué tan fuertes son las fuerzas invisibles de una explosión como una bomba al borde de la carretera? ¿Lo suficientemente fuerte como para ser letal?

La metralla no es tan visible: en su mayoría solo la verás cuando realmente te golpee (o una pared o algo así). En los explosivos antipersonal, la metralla suele ser la carcasa fragmentada más un poco de alambre ; realmente no se puede ver, es demasiado pequeña y rápida. Y es bastante mortal, a diferencia de los explosivos de conmoción cerebral (que parecen usarse siempre en las películas de Hollywood), son excelentes para derribar edificios, pero no personas.
En 2006, en Líbano, un mortero cayó a uno o dos metros de mí. Llevaba un casco, un chaleco de combate y una armadura muy ligera (metralla) en ese momento. No hubo metralla del mortero (posiblemente improvisado), pero la explosión me hizo volar contra la pared detrás de mí y estuve inconsciente durante unos segundos. ¡Todavía estoy aquí para contarlo!
Los cazadores de mitos probaron esto una vez, bajo el agua. El agua propaga la onda de choque mejor que el aire y una bomba te puede matar más fácilmente y en un rango mucho mayor dentro del agua que fuera de ella (mientras que en muchas películas muestran lo contrario).
@Bakuriu: ¿eso depende de si la explosión ocurre en el agua? Habría pensado que si la explosión viajara a través del aire -> agua -> aire, ¿la reduciría significativamente?
Por supuesto, algunas bombas son extremadamente letales sin crear metralla, como las bombas nucleares y las bombas incindiarias. Además, hay ojivas químicas, etc. Claramente, su pregunta es sobre dispositivos convencionales, principalmente de conmoción cerebral.
Voto para cerrar esta pregunta como fuera de tema porque se trata de la letalidad de las explosiones y no de conceptos físicos.
@ACuriousMind y de alguna manera no ves el vínculo entre los conceptos físicos y la explosión conmovedora de una explosión. ¿Quién fue tu profesor de física?
las explosiones de conmoción pueden matar. La metralla es más efectiva, pero no se engañe pensando que una explosión de conmoción cerebral no es letal
Los dispositivos nucleares se burlan del concepto de metralla. "No necesitamos metralla apestosa".
¿Qué lo hace letal? Si te cae en la cabeza, puede matarte sin explotar en absoluto.
Estaría de acuerdo con @ACuriousMind y votaría para cerrar esto en su forma actual, pero hay una edición simple que lo hace sobre el tema IMO, que haré ahora...

Respuestas (4)

Blast definitivamente puede matarte, aunque solo es letal en rangos mucho más cortos en comparación con la metralla. Un edificio puede ser destruido por una sobrepresión de 5 psi, mientras que un Humano puede soportar hasta 45 psi y vivir. Algunos datos aquí:

Una sobrepresión de 5 psi romperá los tímpanos en aproximadamente el 1 % de los sujetos, y una sobrepresión de 45 psi provocará la ruptura del tímpano en aproximadamente el 99 % de todos los sujetos. El umbral para el daño pulmonar ocurre a una sobrepresión de explosión de aproximadamente 15 psi. Una sobrepresión de 35 a 45 psi puede causar un 1 % de muertes, y una sobrepresión de 55 a 65 psi puede causar un 99 % de muertes. (Glasstone y Dolan, 1977; TM 5-1300, 1990)

Por cierto, el daño en humanos ocurre principalmente en la interfaz de áreas de diferente densidad, por ejemplo, pulmones y tímpanos. Es esencialmente un efecto de espalación como la Cuna de Newton en el tejido. A presiones mucho más altas, la onda de choque tiende a desgarrar el tejido.

Aquí hay un informe de FEMA sobre las sobrepresiones y distancias de explosión equivalentes a TNT .

Sin embargo, está la cuestión del "impulso". Por ejemplo, los explosivos de gran potencia (HE) suelen crear sobrepresiones muy elevadas durante períodos muy breves. Es por eso que un humano puede sobrevivir fácilmente a una sobrepresión de 5 psi. Esto es equivalente a alrededor de una tonelada de presión sobre el cuerpo. Obviamente, si esa duración fuera en segundos en lugar de milisegundos, la persona moriría. HE crea un efecto devastador llamado brisance, que es más dañino para los materiales duros y rígidos que para los blandos. Las explosiones termobáricas, OTOH, crean sobrepresiones más bajas pero de duración mucho más prolongada.

Buena respuesta: si pudiera agregar algunos ejemplos respectivos para explosivos/distancias típicos, sería genial. Porque no puedo imaginar lo que son 45 psi... ¿Una granada a 5 metros de distancia? ¿10 kg de TNT en tu pecho?
En las memorias de mi abuelo de la Primera Guerra Mundial, mencionó varias veces que observaba personas que simplemente desaparecían sin ningún resto si estaban directamente bajo la explosión.
Una sobrepresión asimétrica lo suficientemente grande lo convertirá en una fina niebla de fragmentos de tejido y hueso.
Como cuestión de interés, es poco probable que la explosión de una bomba nuclear de 1kT lo mate a más de 500 m de la zona cero. La capacidad de supervivencia de los soldados que se esconden en trincheras es bastante sorprendente, y una de las razones por las que EE. UU. decidió no usar armas nucleares en la Guerra de Corea: se podría haber demostrado que tenían un efecto limitado en tales condiciones y su efecto disuasorio disminuyó posteriormente.
Dirk, una bomba nuclear, o cualquier explosión en la superficie, propaga una onda de choque hacia el exterior, por lo que casi no hay energía que pueda entrar en una trinchera (piense en el principio de Babinet). Pero al mismo tiempo, cualquiera que se encuentre dentro de varios kilómetros morirá poco después a causa de la explosión de radiación. La única gracia salvadora es que la radiación desaparece en unos pocos microsegundos (aparte del material radiactivo que queda cerca de la zona cero).
Una granada de conmoción cerebral no es tan efectiva al aire libre. Pero la conmoción cerebral es mucho peor en espacios reducidos, ya que la onda de presión se refleja alrededor. Por lo tanto, son efectivos para despejar búnkeres, incluso si no matan, incapacitan y desorientan. Eso es suficiente para los soldados que vienen después de la explosión.
@CarlWitthoft, a excepción de las armas de radiación mejorada y las bombas más pequeñas (piense: M-388), el radio de radiación letal es mucho menor que el radio de los efectos térmicos letales.
@Mark: ¿tienes una referencia? Preferiblemente uno con datos sobre la esperanza de vida aproximada en función del rango (ya que las propiedades cancerígenas a largo plazo de la radiación son de naturaleza bastante estadística).

Esta es una pregunta divertida y tiene alrededor de 4 o 5 factores diferentes en juego:

Tipos de fuerzas involucradas: Presión versus Inercia Tipos de resistencia involucradas: Rigidez versus Plasticidad Objetos involucrados: Soldados versus Edificios

Escenario: Daño por la explosión de una bomba (onda de energía) versus impacto/penetración de metralla (colisión cinética).

Cómo se aplica el daño con:

  1. Explosión: el PSI de una explosión es uniforme sobre la cara de su forma de onda (esfera). Todos los objetos materiales están sujetos a que esta energía se propague sobre su superficie y estructura.
  2. Metralla/Bala - la energía cinética (m*V) se imparte durante una colisión. Hay una fuerza relativa muy alta en el punto de impacto, momento en el que la energía total se propaga por todo el objeto.

El daño de cualquiera ocurre cuando la fuerza del medio no puede absorber o desviar la energía y, por lo tanto, los enlaces materiales se rompen. En los edificios esto da como resultado grietas o agujeros en los casos menores, o colapso estructural en los casos mayores. Para los soldados, existen factores fisiológicos adicionales que se relacionan con perforaciones de órganos internos, o extremidades arrancadas, o el escenario de "neblina roja fina" en intercambios de energía más altos.

Si la resistencia a la tracción de una superficie es mayor que la fuerza de una colisión, se reflejará principalmente, por lo que es mucho menos probable que los edificios golpeados por la metralla sufran daños, ya que la fuerza real es relativamente baja.

Si bien la mayor parte de la metralla es muy pequeña, viaja muy rápido. Puede penetrar fácilmente la resistencia de la superficie e impartir su energía a la estructura. En este punto podemos ver que los soldados no pueden resistir casi tanta fuerza total como un edificio.

Ahora algunas cifras: una bala de 9 mm/.40 cal tiene alrededor de 350 a 400 ft lbs. de energía. Esto se convierte en 2,4 - 2,7 PSI, sin embargo, esto se aplica sobre un punto muy pequeño (probablemente ni siquiera una pulgada cuadrada). A 5 PSI, la fuerza es aproximadamente equivalente a .357 magnum o .45 ACP (brazo estándar de oficial). No vas a derribar un edificio con uno de esos, pero hacen un buen trabajo al detener a un soldado.

Entonces, ¿por qué un edificio no resiste una explosión de 5 psi? Encuentra el área de la superficie del edificio en pulgadas cuadradas (una pared de 8' x 12' tiene 1152 pulgadas cuadradas), multiplícala por 5 y luego haz lo mismo para el humano (aproximadamente 250 pulgadas cuadradas).

Opcionalmente, divida el 250/1152 y vea que el humano absorbe solo el 20% del daño. Tenga en cuenta la reducción debido a la deformación de la superficie (no tengo idea de qué figuras estarían en juego aquí), y los humanos de repente se ven como superhombres frente al daño por explosión.

Como una adición interesante a su respuesta, ya que ninguna otra respuesta menciona esto porque lo dejé fuera de mi pregunta, es el escenario de un soldado en un equipo de desarme que usa un traje resistente a explosiones de cuerpo completo. En la escena de la que hablé en mi pregunta, el soldado estaba a más de 25 metros de la explosión huyendo con un traje pesado resistente a explosiones, pero incluso desde esa distancia, el casco del soldado se llena de sangre cuando golpea la ola de conmoción. Tengo que pensar que los directores de esta película se centraron en el realismo de los IED, ya que la película solo trata sobre los IED y se centran en la distancia en la escena.
bbc.co.uk/news/world-asia-33900268 Las autoridades chinas dijeron que esto fue causado por 27 toneladas de HE. Creo que fue mucho más que eso siguiendo los datos presentados aquí.

La sobrepresión de la explosión es una onda de choque muy fuerte que puede matar a los humanos. Hay varias formas en que una explosión sin metralla puede causar daño a las personas:

  1. Ruptura de los órganos huecos debido a la rápida compresión y expansión por la onda de choque.
  2. El cuerpo puede ser lanzado por el aire si se produce una fuerte detonación cerca. El impacto del cuerpo con la cabeza puede causar lesiones cerebrales.
  3. Quemaduras en el cuerpo debido al calor o productos químicos de la detonación.

Las otras respuestas ya mencionan la presión y el calor.

Una bomba pone en movimiento los cuerpos cercanos con una velocidad que depende de la fuerza de la explosión, la distancia al cuerpo y la superficie del cuerpo que estaba frente a la bomba. Si bien, como se explica en las otras respuestas, ponerse en movimiento rara vez es letal, ser aplastado contra una pared puede provocar fácilmente una hemorragia interna letal. Se pone aún peor si hay objetos puntiagudos entre el cuerpo y la pared. Las explosiones en interiores son mucho más desagradables que las explosiones en exteriores.

Además, existe la posibilidad de que objetos/escombros en los alrededores actúen como un sustituto aleatorio para construir metralla en la bomba.

¿Es la onda de choque de una bomba lo suficientemente fuerte como para matar? [cerrado]
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