La bomba H y el factor de escala, segunda parte

Radio bomba nuclear 0

En la primera parte, describí someramente cómo el radio de destrucción de un arma nuclear varía aproximadamente con su potencia explosiva elevada a 1/3. Vamos a afinar un poco más.

Antes, una cuestión de detalle. En la primera parte hablé del rendimiento de un arma calificándola como “potencia explosiva.” Ciertamente no es la potencia entendida como energía por unidad de tiempo. En inglés se suele usar la palabra “yield”, que se traduce como rendimiento. Ese término tiene diversas acepciones (en termodinámica, por ejemplo, es un cociente adimensional), y no me gusta aquí usar expresiones como energía o trabajo, así que me quedaré con la palabra potencia tal y como la DRAE describe en su primera acepción: capacidad para ejecutar algo o producir un efecto. Y sigamos adelante.

Estimar el efecto destructivo de un arma nuclear es algo complejo porque depende de muchas variables, como la altura de la detonación, la orografía del terreno, el tipo de blanco (no es lo mismo una ciudad que un silo de misiles) y suma y sigue; igual que tampoco son iguales los efectos inmediatos que los prolongados (lluvia radiactiva, invierno nuclear, destrucción de la capa de ozono y los ecosistemas, hambrunas, plagas, etc) Voy a simplificar y a centrarme en los tres modos principales que tienen las armas nucleares para matar gente de forma directa e inmediata:

1) Radiación: un estallido de rayos gamma, X, partículas alfa, beta y neutrones. Sus efectos no se deben tanto a la destrucción directa del ADN como a la creación de radicales libres que perturban el equilibrio químico de las células. Los diferentes tipos de radiación tienen propiedades pero a efectos de destrucción general vamos a agruparlos en el mismo saco. Constituyen en 5% de la energía liberada.

2) Onda de choque. El aire, muy caliente y comprimido, produce una onda de presión que destruye edificios, personas y en general todo lo que se ponga por delante. Cuando la onda de choque llega a la superficie, rebota y se lleva una gran cantidad de material radiactivo hacia arriba, produciendo la característica nube en forma de hongo. En caso de que la explosión sea de superficie los efectos son menores pero la cantidad de residuos radiactivos es mucho mayor. Representa el 50-60% de la energía liberada (el porcentaje disminuye conforme la potencia explosiva aumenta).

3) Efectos térmicos. La energía transmitida a la atmósfera se extiende en forma de radiación térmica. Los efectos básicos sobre el ser humano son ceguera y quemaduras. Si la explosión tiene lugar sobre una zona inflamable (como una ciudad), los fuegos resultantes se unen e intensifican, dando lugar al fenómeno llamado tormenta de fuego. Supone el 35-45% de la energía (aumentando para bombas más grandes).

Estos tres efectos se extienden a una distancia variable. La onda de choque, básicamente energía cinética, forma una zona letal con un volumen proporcional a la potencia explosiva; por tanto, el radio letal es proporcional a la potencia elevada a 1/3. La onda de radiación térmica, a la que el aire es transparente, decae en teoría con la inversa del cuadrado de la distancia (r elevado a 0,5; en la práctica el exponente es algo menor, del orden de 0,4). En cuanto a la región de radiación letal, también debería cambiar con el cuadrado inverso de la distancia, como la radiación térmica, pero es absorbida por el aire y decae más rápidamente, como r elevado a 0,2.

Por debajo de un kilotón de potencia los tres efectos son similares, y a grandes valores de potencia prevalece el efecto térmico, después el de onda de choque, y solamente a corta distancia la radiación es mortal. Los viejos del lugar recordarán el pollo que se montó en los años ochenta con el despliegue de la llamada bomba de neutrones, un arma de bajo rendimiento cuya letalidad se debía sobre todo a la radiación (se diseñaron para detener concentraciones de tanques soviéticos sin destruir demasiado los alrededores). En el extremo opuesto, las grandes bombas de hidrógeno de los cincuenta y los sesenta tenían efectos térmicos que superaban los cincuenta kilómetros.

Ya podemos hacer números. Para ello, definiremos tres radios letales (radiación, onda de choque y efecto térmico) de la forma r = a*P^b, donde P es la potencia explosiva en kilotones, r el radio en kilómetros, y (a,b) son coeficientes. Supondremos las siguientes condiciones de letalidad:

– Radiación: a=0,7 b=0,19 produce una dosis de 5 Sievert (o 500 rem), correspondiente a 50-90% de muertes.

– Onda de choque: a=0,71, b=0,33 genera una onda de sobrepresión de 1/3 atmósfera, suficiente para destruir la mayoría de edificios no reforzados y matar a buena parte de la

– Efecto térmico: a=0,67, b=0,41 produce quemaduras de tercer grado, mortales sin tratamiento.

Radio bomba nuclear 1

Estos datos los he obtenido de aquí, y hay una interesante aplicación que las usa. Se llama Nukemap, y permite combinar esa información para ver gráficamente el resultado de una detonación nuclear en Google Maps. Vamos a probarla con el área de Nueva York. Los círculos verde, azul y naranja marcan los radios letales correspondientes a los efectos de radiación, onda de choque y térmico, respectivamente.

Marchando un pepino de veinte megatones sobre Central Park:

Radio bomba nuclear 2

Ahora sustituyámosla por bombas de un megatón. En el artículo anterior dije que, puesto que el radio aumenta con la potencia elevada a 1/3, una bomba de 20 megatones sería 20^(1/3) = 2,71 veces más potente que una de un megatón, y cubriría un área 20^(2/3) = 7,37 veces mayor. Ahora hay que tener en cuenta el efecto térmico, que aumenta como la potencia elevada a 0,41; eso significa que el radio mortal de la bomba de 20 megatones será 20^0,41=3,4 veces superior, y el área de destrucción será 20^0,82 =11,7 veces superior a la de un megatón.

Veamos qué podemos hacer con 12 explosiones de un megatón:

Radio bomba nuclear 3

Como ven, me ha bastado con nueve (he dejado el círculo exterior de la bomba de 20 megatones como comparación). He aprovechado para diseminar mis bombas en las regiones urbanas, y con lo que me ahorro en incendiar bosques tengo para eliminar todo Nueva York, incluyendo Long Island, y aún me queda para devastar Nueva Jersey. La flexibilidad de poder destruir objetivos alejados, junto con la economía derivada del factor de escala, se combinan en contra de las bombas grandes.

Jueguen con Nukemap todo lo que quieran, o con esta web que simula una regla de cálculo antigua (ah, el encanto de los cincuenta), pero no se les ocurra ordenar un lanzamiento real (eso es por si alguien que yo me sé está leyendo esto). Por cierto, Alex Wellerstein ha incluido un mapa con algunas de las más de cien millones de detonaciones nucleares simuladas hasta ahora por los internautas. Helo aquí:

Mapa bombas nucleares

No hay duda de que somos unos sádicos (simulados, eso sí). Lo que no entiendo es ¿a qué viene esa obsesión por bombardear la línea del ecuador? Ah, ya, las bombas sobrantes. Vale.


6 Comentarios

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Alt+126Alt+126

El mapa este con las detonaciones simuladas es, cuanto menos, extraño en España.

A diferencia de Francia, Italia, Alemania, UK, Balcanes… España está muy “libre” de simulaciones. Tan bien caemos a todo el mundo? O es que mientras la mayoría de gente mira qué pasaría en su ciudad nosotros somos los mas brutos y vamos a simular siempre al extranjero? Esto es algo que da que pensar…

JofaserimonJofaserimon

Eso mismo pensé yo, la gente prefiere ponerse a mirar a Cuenca antes que bombardear Cuenca jajaja

U-95U-95

Quizás sea porque este país es un tanto segundón en ese sentido. En cuanto a la página, centrar la zona cero dónde hay algo que no gusta o vive alguien así y meterle un pepinazo nuclear virtual no tiene precio.

Lástima que no tenga más resolución el mapa. Seguro que la Casa Blanca se ha llevado nukes para reducirla a átomos mil veces.

Martín LabacaMartín Labaca

Muy buena la nota, ¡¡pero que mal la arbitraria escala de kilotones del gráfico!!

DavidDavid

De arbitraria nada, es una escala logarítmica. Aunque sí es cierto qeu es una escala que distorsiona la apreciación del lector a primera vista.

JorgeJorge

Cuando Trump lea esto, posiblemente empezarán traduciendo las imagenes, nos cierran Naukas.

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