La física aterradora detrás de la explosión mortal de Beirut

El martes por la noche, alrededor de las 6 p.m., hora local, comenzó un incendio en un almacén en la capital libanesa, Beirut. Una gran nube de humo de hongo blanco salió del almacén cerca del puerto, poco antes de que estallara una bola de fuego y una explosión supersónica se disparara por la ciudad. Las imágenes del incendio y la explosión posterior muestran una onda de choque que abrasó un camino a través de la ciudad, destruyendo edificios, levantando autos y personas del suelo y rompiendo ventanas hasta a diez kilómetros de distancia.

Al momento de escribir este artículo, se confirmó la muerte de 135 personas y más de 4,000 resultaron heridas. Pero, ¿cómo ocurrió la explosión y por qué fue tan grande?

Se cree que el compuesto químico responsable de la explosión catastrófica es el nitrato de amonio, un compuesto que se usa más comúnmente en fertilizantes agrícolas y explosivos de minería. Según Michel Aoun, presidente de Líbano, 2.750 toneladas de las cosas se habían almacenado en un almacén portuario durante seis años sin ninguna medida de seguridad. El impacto de la explosión fue tan grave que se sintió a 200 kilómetros de distancia en Chipre.

Si bien aún no está claro cómo se encendió el nitrato de amonio, el incendio del almacén que interactúa con el compuesto químico probablemente fue el responsable de la explosión. El nitrato de amonio es relativamente estable, pero se derrite a 170 grados centígrados. Cuando la gran cantidad de nitrato de amonio se encendió en Beirut, creó una gran bola de fuego debido a la reacción química posterior y detonó para crear una explosión devastadora. Angela Sella, profesora de química en el University College de Londres, dice que las cualidades explosivas del nitrato de amonio provienen de sus componentes principales: el amonio es un poco como el hidrógeno, mientras que el nitrato es un poco como el oxígeno.

"Tienes una parte que es combustible, una parte que se oxida", dice Sella. Un oxidante atrae oxígeno al fuego, haciéndolo más extremo. "Cuando los unes y los combinas con una fuente de ignición, realmente tienes una receta para un problema".

La detonación del nitrato de amonio provoca una rápida presurización de la atmósfera. Esto dio como resultado una onda de choque supersónica que vemos ondularse hacia afuera del almacén. La temperatura es extremadamente alta frente a la onda de choque, pero fría detrás, desplazando y comprimiendo el aire alrededor del boom sónico. “Es un poco como lo que sucede cuando sacas el corcho de una botella de vino con gas, y miras dentro, y ves esa pequeña nube de condensación. Es exactamente el mismo proceso que resulta en un enfriamiento muy, muy rápido ", dice Sella.

La explosión es una de las mayores explosiones no nucleares en la historia reciente, dice Andy Tyas, profesor de ingeniería civil en la Universidad de Sheffield. Tyas y un equipo de investigadores del Grupo de Investigación de Dinámicas de Impacto y Explosión de la Universidad de Sheffield analizaron varios videos e imágenes de la explosión para estimar el tamaño de la carga explosiva que produjo la explosión. El equipo estima que la explosión fue equivalente a algo alrededor del orden de 1,000 a 1,500 toneladas de TNT. Eso es alrededor del diez por ciento de la intensidad de la bomba de Hiroshima.

¿Pero por qué la explosión fue tan severa? Eso se debe a una combinación de factores. Uno era la gran cantidad de nitrato de amonio y otro el tiempo que había estado sentado en el almacén, donde estaba almacenado de manera incorrecta.

La cantidad de nitrato de amonio en la explosión de Beirut no es inusual por sí misma: cantidades similares se envían con frecuencia a todo el mundo para fertilizar. Pero el compuesto a menudo no se almacena en cantidades tan grandes por la misma razón observada en Beirut. "Si alguien tiene una comprensión básica de la seguridad de los procesos en la industria, la regla número uno es que nunca almacene grandes cantidades de materiales peligrosos en un lugar, especialmente en un entorno confinado", dice Haroun Mahgerefteh, profesor de ingeniería química en la Universidad Colegio de Londres. "El segundo no-no es que nunca está cerca de un área poblada".

Steve Kershaw, director de Haztech Consultancy, una empresa del Reino Unido que asesora sobre el almacenamiento seguro de nitrato de amonio, dice que si bien el compuesto es relativamente estable por sí solo, si se almacena en grandes cantidades durante un largo período de tiempo, o se contamina, se habrá agravado y se convertirá en una gran masa. Con el tiempo, la humedad hará que el nitrato de amonio se pegue, lo que haría que el riesgo potencial de una explosión sea más grande e intenso.

Si esa masa de nitrato de amonio se enciende, que es lo que sucedió en Beirut, entonces podría ser desastroso. "Fue debido a que era una pila tan grande, mal almacenada y compactada que hubo una detonación", dice Kershaw, quien agrega que por lo general solo se almacenan un par de cientos de toneladas de nitrato de amonio en pequeños contenedores segregados, sin material combustible alrededor. para interactuar con el compuesto. Si hay una pequeña cantidad de material, solo habrá una pequeña detonación si algo sale mal. "El impacto y la detonación simplemente establecieron esta enorme cantidad prácticamente de forma instantánea", dice.

Según los informes de los medios, el barco que alberga las 2.750 toneladas de nitrato de amonio llegó a Beirut en 2013, pero se le impidió abandonar el puerto en 2014 porque el barco no se consideraba en condiciones de navegar o porque el propietario se negó a pagar tarifas al puerto de Beirut. El nitrato de amonio fue confiscado y almacenado en el almacén. Un informe de El guardián dice que los inspectores habían advertido hace tan solo seis meses que si el nitrato de amonio no se movía, volaría todo Beirut. "Era solo cuestión de tiempo, en mi opinión", dice Mahgerefteh. "Nunca debería haber ocurrido."

Alex Lee es escritor de Mundo Informático. Él tuitea desde @ 1AlexL

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