El “Oreshnik” de Rusia: no nuclear, sino atómico

por Dmitry Orlov. En Club Orlov. Publicado originalmente el 15 de diciembre de 2024. Traducción de Comunidad Saker Latinoamérica.

Tome una bobina de cobre, móntela en un eje y conecte ambos extremos a escobillas que se deslizan sobre contactos anulares conectados a un amperímetro. Haga girar la bobina utilizando un motor eléctrico de alta velocidad y luego deténgala abruptamente. En ese momento exacto, el amperímetro registrará un pulso de corriente eléctrica corto pero perfectamente detectable. ¿De dónde proviene esta corriente, dado que no hay nada en esta configuración que produzca una fuerza electromotriz?

La respuesta es que proviene de la inercia de los electrones. En un metal, se puede imaginar figurativamente que los electrones forman un líquido de electrones que se mueve entre los núcleos atómicos de la red cristalina del metal. Cuando se hace girar la bobina, ganan velocidad junto con los protones y los neutrones que forman los núcleos atómicos. A diferencia de los núcleos, no están ligados a la red cristalina y pueden viajar cierta distancia por inercia después de que el objeto se detenga abruptamente. (Para aquellos que lo olvidaron, la inercia es la masa por la velocidad: p=mv.) Como los electrones están cargados (negativamente), generan una corriente eléctrica cuando se mueven. Esto es lo que registra el amperímetro cuando se detiene la rotación de la bobina.

No hace falta mucho movimiento de electrones para producir un gran efecto. Con una densidad de corriente eléctrica de 10 amperios por milímetro cuadrado, los electrones se desplazan a través de un cable de cobre a solo 1 milímetro por segundo, pero esto es suficiente para fundir el cable. Ahora imaginemos el efecto si la velocidad no es de 1 milímetro sino de 3 kilómetros por segundo (o Mach 10), que es 3.000.000 de veces más rápido, como es el caso cuando la ojiva de un misil Oreshnik se estrella contra el suelo. ¿Es difícil de imaginar?
Aquí hay una pista: el metal explotará.

Pero eso no es todo.

La estabilidad de una red cristalina de metal se conserva gracias al equilibrio de las fuerzas de Coulomb entre los iones positivos de los núcleos atómicos y el “líquido electrónico” cargado negativamente que los rodea, formado por electrones libres. Ahora imaginemos que todos los electrones libres se han escapado. Lo que les sucede a los núcleos atómicos del metal una vez que desaparece la fuerza que los mantiene dentro de la estructura cristalina es que todos comienzan a repelerse entre sí y se produce una explosión.

Hace aproximadamente un siglo se observó que cuando una bala o un proyectil de plomo que vuela a gran velocidad impacta una armadura de acero, libera una cantidad de calor muchas veces mayor que la energía cinética del proyectil (que es la mitad de la masa por su velocidad al cuadrado, E_k=1/2 mv^2), calor suficiente para quemar y perforar una placa de acero. La razón de esta anomalía es la misma: la inercia electrónica.

La energía de enlace en la red cristalina de los metales es aproximadamente el doble de grande que la liberada durante la oxidación explosiva del TNT (Trinitoloueno. Nota del traductor). A primera vista, la explosión no debería ser mucho mayor que la producida por un explosivo convencional: aproximadamente el doble. La diferencia es que el tiempo que tarda en liberarse esta energía es cientos de veces más corto que durante la reacción de oxidación química del TNT y la energía que se desprende de él está mucho más concentrada. Por eso, el poder destructivo de una explosión de Coulomb puede ser 1.000 veces mayor que el de un explosivo convencional. Por supuesto, no se trata de una explosión nuclear: durante este experimento no se daña ningún núcleo atómico, pero sus efectos son comparables, que son mucho mayores que los que se pueden lograr utilizando TNT.

Para tener un poco de perspectiva, considere que 1 kg de uranio-235 puede, en teoría (si cada uno de sus átomos sufre fisión nuclear) provocar una explosión equivalente a 20 millones de kg de TNT. En realidad, el uranio nunca se enriquece al 100% en U-235 (cualquier cantidad superior al 90% se considera apta para armas) y sólo un pequeño porcentaje del U-235 tiene tiempo de participar en una reacción nuclear en cadena antes de que todo el artefacto explote. En términos más realistas, una carga nuclear de 1 kg equivale a aproximadamente un millón de kg de TNT (o 1 kilotón). Mientras tanto, 1 kg de metal en una explosión de Coulomb liberará energía equivalente a unos mil kg de TNT (o 1 tonelada). Sin embargo, siguen siendo cifras enormes.

Y ahora podemos abordar la cuestión de qué es lo más probable que sea Oreshnik. Esto es lo que se ha anunciado públicamente al respecto:

Temperatura de la ojiva: 4000 ºC
Velocidad: Mach 10 (2,5–3 km/s)
Masa de la ojiva: ~1,5 toneladas

Si examinamos la Tabla Periódica de los Elementos de Dmitri Mendeleev, encontramos un solo candidato para el metal de la ojiva: el tungsteno. Se funde a 3.422 ºC y hierve a 5.555 ºC. Si tomamos la masa de la ojiva (que, suponemos por simplicidad, consiste enteramente en una única pieza de tungsteno) en 1.500 kg, produce el equivalente a 1.500.000 kg de TNT o 1,5 kilotones, una cantidad respetable para una pequeña bomba nuclear táctica.

Pero hay más: a diferencia de una bomba nuclear, que explota antes del impacto (o se hace añicos y deja un gran desastre) y gasta sólo una parte de su energía en producir una onda expansiva destructiva, mientras que gran parte del resto se irradia en forma de calor, calentando la atmósfera, la estratosfera y el espacio exterior, la ojiva de tungsteno penetra en el suelo hasta una profundidad máxima dada su cantidad de movimiento (E_k = 1.613 kg de TNT) y sólo entonces explota, produciendo el equivalente a un terremoto muy breve, muy localizado e intenso. El efecto en la zona cero es que el suelo y todo lo que hay sobre él o dentro de él se convierte en polvo fino. Esto es lo que se informó que ocurrió en la fábrica Uralmash cerca de Dniepropetrovsk, que los rusos habían utilizado como campo de pruebas de Oreshnik.

Por lo tanto, Oreshnik no es un dispositivo nuclear, ya que ningún núcleo atómico resulta dañado de ninguna manera por su funcionamiento. Sin embargo, se trata de un dispositivo atómico porque la base de su poder explosivo no es la química (oxidación de TNT o algún otro explosivo) sino la física atómica de una explosión de Coulomb.

Si bien esta parte de la historia de Oreshnik puede descifrarse en base a la evidencia disponible, otras partes siguen siendo enigmáticas. En concreto, sigue siendo un secreto bien guardado cómo Oreshnik puede maniobrar con precisión sus ojivas a medida que se acercan al objetivo. Otro secreto bien guardado es cómo la ojiva logra penetrar la atmósfera a Mach 10 sin quemarse. Nadie más tiene algo remotamente similar a estos dos avances tecnológicos y es poco probable que el ejército ruso los divulgue en un futuro próximo, al menos no antes de inventar un arma aún más impresionante.
(Un agradecimiento a Lanov).