La química detrás de la explosión de Beirut

Crédito: Elizabeth Fitt / SIPA / 2008051043
La columna de humo rojo anaranjado fue una de las primeras pistas de que el nitrato de amonio estuvo involucrado en la explosión en Beirut.

El pasado 4 de agosto, una devastadora explosión golpeó el área alrededor de un puerto en Beirut. Los funcionarios libaneses atribuyen la explosión (que ha causado la muerte de más de 100 personas y ha dejado a 300.000 sin hogar), al compuesto fertilizante nitrato de amonio (NH4NO3 ), que suele ser muy común; la química detrás del riesgo de explosión del nitrato de amonio es bien conocida, lo que lleva a algunos a creer que la razón del accidente es la negligencia.

Según funcionarios libaneses, en un hangar en el puerto de la ciudad, se habían almacenado 2.750 toneladas métricas de nitrato de amonio. Las tiendas habían estado allí desde septiembre de 2013, después de que el barco que transportaba el material se viera obligado a hacer una parada no planificada en Beirut, donde luego fue abandonado por sus propietarios y tripulación.

Antes de la explosión, se tiene registro de que había comenzado un incendio en el área, creando una nube de humo blanco y pequeñas explosiones. Cuando las reservas de nitrato de amonio explotaron, una nube de condensación blanca se extendió en forma de una esfera desde el sitio, seguida de una enorme columna de humo rojo anaranjado que se elevaba desde la percha. Muchos químicos en Twitter identificaron ese color como una firma del gas dióxido de nitrógeno (NO2 para los cuates), posiblemente producido por la descomposición incompleta del nitrato de amonio. Otros también usaron las imágenes de vídeo para estimar la velocidad de detonación ¿cómo? con los vídeos que fueron grabados durante la explosión. Esto se debe a que los vídeos que son tomados por nuestros smartphones graban a 30 FPS (Cuadros Por Segundo, Frames Per Second en inglés), y los cuadros en la expansión de la explosión llegaron a ~ 100 m / (1/30 seg) , dicho de otra forma 3.000 m/s, lo que también es consistente con una explosión que involucra nitrato de amonio.

Comparativa de las consecuencias de la explosión en el puerto de Beirut el pasado 4 de agosto.
Imágenes del satélite ruso de teleobservación de la Tierra '' Kanopus-V ".
Comparativa de las consecuencias de la explosión en el puerto de Beirut el pasado 4 de agosto. Imágenes del satélite ruso de teleobservación de la Tierra ” Kanopus-V “.

La química de la University College London, Andrea Sella, fue una de las que rápidamente identificó al nitrato de amonio como el probable culpable basado en el color del penacho. Según explicó Sella, esto es debido a que en condiciones normales, el fertilizante es inerte por lo que se descompondrá lentamente con el tiempo, pero puede explotar si se activa mediante un incendio, especialmente si está mal almacenado.

Cuando se aplica energía al nitrato de amonio, como la de un incendio, la molécula ya no es estable. Debido a que este compuesto químico contiene nitrógeno en dos estados de oxidación diferentes, se produce una reacción exotérmica entre las dos especies de nitrógeno: el nitrato actúa como oxidante, mientras que el amonio actúa como agente reductor. Si la reacción es completamente limpia, los únicos productos son dinitrógeno, agua y un poco de oxígeno, pero los productos secundarios como el NO2 son comunes. Debido a que todos los productos son gaseosos, hay un gran aumento repentino de presión que luego viajará hacia afuera a velocidades supersónicas, lo que se conoce como detonación.

La nube de condensación causada por la explosión llevó a algunas personas en las redes sociales a especular que la explosión fue causada por un dispositivo nuclear. Pero este tipo de nubes también puede ocurrir con una explosión convencional lo suficientemente grande en aire húmedo. Lo que sucede, es que inmediatamente detrás de la onda de choque hay un área de menor presión que hace que el agua se condense en gotitas microscópicas. Las diferencias en las presiones a ambos lados de la onda de choque también pueden crear efectos ópticos a medida que la luz se curva conforme pasa a través de las diferentes masas de aire.

Las detonaciones de nitrato de amonio han causado accidentes industriales previos, como la tragedia ocurrida en el oeste de Texas en el 2013 por lo que la mayoría de las naciones tienen regulaciones estrictas sobre el almacenamiento adecuado de la sustancia química. Por ejemplo, la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. Tiene varias reglas con respecto al nitrato de amonio, incluido que los depósitos para almacenamiento a granel deben tener ventilación y protección contra incendios adecuadas. Tampoco es común que una cantidad tan grande de nitrato de amonio se almacene tan cerca de áreas urbanas.

En Twitter, el presidente libanés, Michel Aoun, calificó el hecho de que no se haya hecho frente a las reservas de nitrato de amonio durante tantos años como “inaceptable” y prometió el “castigo más severo” para los responsables. Se está llevando a cabo una investigación sobre el incidente.

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