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A la espera de las pertinentes investigaciones sobre las causas concretas del suceso, la detonación de las 2750 toneladas de nitrato de amonio ya ha sido denominada como la explosión “no-nuclear” más grande de la historia.

El pasado martes, una explosión devastadora tuvo lugar en el puerto de Beirut, capital del Líbano. Como puede observarse en el vídeo que circula por las redes,tienen lugar dos explosiones sucesivas: una primera explosión donde se ve una humareda blanca, y a continuación, una segunda donde la humareda torna a un color pardo-rojizo.

Explosión de Beirut: toneladas de nitrato de amonio detonan en dos explosiones sucesivas.
Imágenes de la explosión en Beirut. Fuente: NTN24.com

Este artículo tiene como único objetivo informar sobre las propiedades químicas del nitrato de amonio, así como las condiciones en las que debe ser manipulado y almacenado para evitar catástrofes como esta.

¿Qué es el nitrato de amonio?

El nitrato de amonio, NH_{4}NO_{3} , es un compuesto que se obtiene haciendo reaccionar amoniaco con ácido nítrico:

{NH}_{3}(g)+{HNO}_{3}(ac)\longrightarrow{{NH}}_{4}{NO}_{3}(ac)

Se emplea fundamentalmente como fertilizante en la industria agrícola, ya que es un compuesto rico en nitrógeno. Sin embargo, ha de fabricarse bajo estrictas medidas de seguridad ya que también es un explosivo muy potente. En referencia a la temperatura, por debajo de los 250ºC descompone en óxido de dinitrógeno y vapor de agua según la reacción:

{{NH }}_{4}{NO}_{3}(s)\longrightarrow{N}_{2}O(g)+{H}_{2}O(g) (Tª<250ºC)

Imagen de cómo se vende el fertilizante de nitrato de amonio para uso agrícola
Fertilizante de nitrato de amonio

El óxido de dinitrógeno, {N}_{2}O,es un gas no tóxico. De hecho,su uso más frecuente es como propelente en botes de nata debido a que es muy soluble en grasas.

¿Por qué la explosión entonces?

Si la temperatura supera los 300ºC, la cosa cambia y nos encontramos ante una reacción explosiva:

{{NH}}_{4}{NO}_{3}(s)\longrightarrow {N}_{2}(g)+{1/2O}_{2}(g)+{2H}_{2}O(g) (Tª>300ºC)

Tanto el oxígeno como el nitrógeno son moléculas muy estables (pensemos que el aire tiene un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno y no se producen explosiones violentas a diario), ¿qué ocurre entonces para que se de dicha explosión?

Se forma óxido de nitrógeno, {NO}, un gas incoloro que presenta una enorme reactividad con el oxígeno y termina dando el irritante dióxido de nitrógeno {NO}_{2}:

1/2{N}_{2}(g)+1/2{O}_{2}(g)\longrightarrow {NO}_{(incoloro)} (Tª> 2200ºC)

{NO}_{(incoloro)}+1/2{O}_{2}(g)\longrightarrow {NO}_{2}{(rojizo)}

Usos del nitrato de amonio como explosivo

La aplicación del nitrato de amonio como explosivo en la industria minera fue descubierta, lamentablemente, a través de accidentes. Para entender esto, hemos de introducir un nuevo concepto: la higroscopicidad, que es la propiedad que tienen algunas sustancias de absorber la humedad atmosférica.

El nitrato de amonio es una sustancia higroscópica, es decir, absorbe agua en condiciones húmedas, y posteriormente la masa pegajosa formada se endurece. En 1921, los obreros de una fábrica de fertilizantes en Alemania, usaron dinamita para desbaratar 4500 toneladas de una mezcla solidificada de nitrato de amonio y sulfato de amonio. Como podréis imaginar, la explosión arrasó toda la fábrica.

La Tennessee Valley Authority buscó una solución al problema de la higroscopia y propuso recubrir los gránulos de nitrato de amonio de cera, para evitar la adherencia. Sin embargo, esto tenía un inconveniente: la cera es una sustancia orgánica (en concreto, ésteres de ácidos grasos de cadena larga) , y cualquier sustancia orgánica puede oxidarse para dar {CO}_{2} y agua. Así pues, la combinación nitrato de amonio-cera resultó ser un explosivo aún más potente que el propio nitrato de amonio. De nuevo, este descubrimiento fue debido a un incendio accidental de un barco que transportaba dichos gránulos recubiertos de cera en Texas, 1947. Actualmente, los gránulos de nitrato de amonio se recubren de arcilla.

EEUU destina el 30% de la producción de nitrato de amonio a la fabricación de explosivos (TNT, nitroglicerina, nitrocelulosa…); por tanto, no es de extrañar que en 1955, cuando conocieron el potencial de la mezcla nitrato de amonio-hidrocarburo, buscasen la manera de almacenar estos compuestos para poderlos emplear en la construcción. Tanto el nitrato de amonio como el gasóleo se pueden almacenar de forma segura por separado mientras no se usa, y posteriormente, utilizar un detonador cuando haya que iniciar una explosión en una demolición.

Los terroristas que llevaron a cabo el atentado del Edificio Federal Alfred P.Murrah, Oklahoma City (1995), utilizaron esta mezcla para fabricar la bomba: nitrato de amonio, combustible y nitrometano, que se detonaron en un camión.

Restos del camión y el edificio federal del atentado de Oklahoma City
Atentado de Oklahoma City, Oklahoma, 1995

La importancia de la seguridad en la Química

Evidentemente, el manejo de toda sustancia química conlleva unos riesgos: desde la aparentemente inofensiva acetona hasta el nitrato de amonio, como hemos visto en este caso.

La clave en cualquier caso, está en el conocimiento de lo que se está manejando. Las fichas de seguridad de cada compuesto químico están al alcance de cualquiera en internet (Material Safety Data Sheet o MSDS), donde se recoge toda la información referente al compuesto en cuestión: indicaciones de peligro, recomendaciones de prudencia, actuación en caso de accidente, etc.

A gran escala, las personas responsables del almacenamiento,transporte y manipulación de sustancias químicas han de conocer en todo momento las condiciones de la instalación para saber si se cumple la normativa de seguridad en dicho lugar.

Por último, donde esté presente el factor humano, hay riesgo de error, pero no por ello debemos sentenciar a la química como responsable de los efectos negativos.

Bibliografía

Laura Rueda Calzada

Estoy estudiando mi último año del Grado de Química en la Universidad de Málaga.

En mi día a día me gusta dedicar tiempo al deporte y a la lectura. Desde que entré a la Universidad formo parte del club de Judo y también me encanta nadar y disfrutar de largos paseos en bicicleta.

Cuando dispongo de vacaciones o de un poco más de tiempo libre, trato de viajar y realizar proyectos de voluntariado fuera de España. Estar fuera de casa y de la zona de comfort siempre es un reto y conocer a personas de distintas culturas es una experiencia muy enriquecedora para mí.

En un futuro me gustaría dedicarme a la divulgación científica o a la industria del reciclaje y energías renovables.

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