La historia del nitrato de amonio, la sustancia responsable de la explosión de Beirut

Si uno mira más atentamente los vídeos del centro de Beirut, puede verse cómo se deforma el suelo justo después de que se produjera la explosión en el puerto de la ciudad el 4 de agosto. Los vídeos grabados con teléfonos móviles también muestran la onda expansiva y la nube de polvo que atravesó los edificios del puerto, dejando a su paso escenas de caos en la capital libanesa.

La explosión se registró con una magnitud 3,3 en la escala de Richter y causó estragos que suelen asociarse a grandes terremotos. Dos días después, el número de víctimas mortales ascendió a al menos 130 personas y se contaron 5000 heridos. El alcalde de Beirut, Marwan Abboud, dijo a Agence France-Presse que había 300 000 personas que no podían regresar a sus casas, ya que los daños se habían extendido a la mitad de la ciudad y el coste de su reparación podría ascender a 15 000 millones de dólares.

Las autoridades libanesas culpan del incidente a más de 2750 toneladas de nitrato de amonio, una sustancia que se suele emplear en fertilizantes y en explosivos para proyectos de minería y construcción. Supuestamente, el compuesto químico llevaba en el puerto desde 2013. Documentos desvelados por Al Jazeera señalan que el nitrato de amonio llegó a Beirut a bordo de un buque de carga de propiedad rusa después de que la nave tuviera problemas mecánicos en el mar. El cargamento quedó abandonado y se trasladó a un hangar, donde permaneció durante años pese a que las autoridades aduaneras libanesas exigieron su eliminación en al menos seis ocasiones diferentes, según el The New York Times.

No está claro qué detonó el compuesto explosivo, pero Beirut no es el primer caso en que el nitrato de amonio provoca una catástrofe. Desde 1916, esta sustancia química ha sido responsable de al menos 30 desastres, algunos accidentales y otros intencionados.

Lo que ocurrió en Beirut el martes se parece mucho a las descripciones de una enorme explosión en Texas City en 1947. El S.S. Grandcamp —que transportaba nitrato de amonio, combustible y munición— llegó al puerto del área de Houston con humo saliendo de la bodega de carga. La explosión posterior mató a unas 600 personas, entre ellas todas las que estaban en el puerto y en el barco. Hubo más de 5000 heridos y la explosión destrozó 500 viviendas. No dejó de salir humo durante días.

En abril de 1995, los terroristas estadounidenses Timothy McVeigh y Terry Nichols utilizaron dos toneladas del compuesto en un ataque con un camión bomba en un edificio federal de Oklahoma City; murieron 168 personas. Hace solo cinco años, unas 800 toneladas de nitrato de amonio alimentaron una explosión en un almacén que arrasó parte de un puerto en la ciudad china de Tianjin, matando a 173 personas.

Cada año, el mundo produce y almacena grandes cantidades de nitrato de amonio; en 2017 fueron más de 20 millones de toneladas. Con todo, para que el compuesto esté implicado en una explosión de esta magnitud, los expertos en productos químicos y explosivos apuntan que tienen que salir mal muchas cosas.

¿Qué hace que explote el nitrato de amonio?

Frente a la mayoría de los materiales combustibles, el nitrato de amonio en sí no es excepcionalmente explosivo. Con todo, el compuesto puede contribuir a las explosiones porque pertenece a una clase de sustancias químicas conocidas como oxidantes.

Cuando algo arde, necesita oxígeno, por eso los extintores apagan las llamas sofocándolas. Los oxidantes hacen lo contrario: incrementan la cantidad de moléculas de oxígeno que se concentran en un espacio, lo que hace que otras sustancias se vuelvan más inflamables.

“Es relativamente difícil hacer que explote el nitrato de amonio puro, a no ser que le añadas cosas y lo cuezas en un fuego gigante”, explica Davin Piercey, químico de la Universidad Purdue. El nitrato de amonio solo explotaría por sí solo si la temperatura subiera rápidamente a más de 200 grados Celsius. Puede combinarse cualquier combustible rico en carbono —papel, cartón o incluso azúcar— con nitrato de amonio para producir energía más intensa. Si el nitrato de amonio de Beirut estaba almacenado en recipientes de madera o cartón, esto habría vuelto la sustancia increíblemente inflamable, señala Jimmie Oxley, químico de la Universidad de Rhode Island.

Acumular grandes cantidades de nitrato de amonio permite que haya más calor contenido durante más tiempo cuando arde una mezcla. Si se añade suficiente oxidante a un fuego, provoca una explosión. Aunque el químico alemán Johann Rudolf Glauber fue el primero que sintetizó el nitrato de amonio en 1659, no se utilizó en explosivos hasta la Primera Guerra Mundial, cuando los fabricantes de armas lo mezclaron con TNT (también conocido como dinamita) para crear bombas más baratas.

“Se emite una cantidad de energía enorme muy rápido”, afirma Stephen Beaudoin, ingeniero químico de la Universidad Purdue. “Oxida ese combustible muy rápidamente, crea una cantidad gigantesca de gas y emite una cantidad enorme de calor. El gran cambio de fase crea una onda de choque”.

En la explosión de Beirut, la onda de choque resultante se desplazó más rápido que la velocidad del sonido. Es más, en los vídeos de los móviles se observa cómo el impacto arrasa la ciudad unos segundos antes de que se produzca un estallido supersónico.

La explosión de Beirut

Mediante cálculos matemáticos iniciados en los años cuarenta para deducir la potencia de la bomba atómica, los expertos pueden analizar vídeos de una onda de choque para estimar la energía total de una explosión y la cantidad de material que ha estallado. Comparando la magnitud de la explosión con los edificios cercanos, los vídeos del incidente de Beirut muestran que la onda de choque esférica alcanzó unos 240 metros de ancho en una octava de segundo después de la explosión.

A partir de este método, los observadores estiman que el estallido equivalió a entre 400 y 3000 toneladas de TNT, un material explosivo que también se emplea como unidad para medir la energía emitida por las explosiones. Con todo, Jeffrey Lewis, experto en control de armas del Instituto Middlebury de Estudios Internacionales, estima que es probable que se acerque más a las 400 toneladas. En cambio, la bomba atómica lanzada en Hiroshima, Japón, en 1945 tuvo una potencia de al menos 13 kilotones de TNT.

Los cálculos de la explosión sugieren que, al nivel del mar, se necesitarían unas 1000 toneladas de nitrato de amonio para una explosión como la de Beirut. Como estos cálculos aproximados y rápidos tienen un margen de error muy amplio, la estimación es compatible con las 2750 toneladas que, según las autoridades libanesas, estaban almacenadas en el puerto. O esta discrepancia podría significar que el material del interior del almacén no era nitrato de amonio puro, sino que otro compuesto fue el responsable de la explosión.

Algunos rumores de internet especulan que, como el nitrato de amonio estuvo varios años en un almacén, se habría degradado, volviéndose más volátil y más peligroso con el paso del tiempo. Sin embargo, David Chavez, científico de explosivos del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México, duda de esa hipótesis. “El nitrato de amonio no se degrada con el paso del tiempo en condiciones de almacenamiento normales”, dice.

Una explicación más probable es que el nitrato de amonio de Beirut no fuera lo único que albergaba ese almacén. Debido a la cantidad notificada, Oxley plantea la hipótesis de que debió de utilizarse vehículo para transportar el compuesto al interior y que eso podría haberlo contaminado con aceite o gasolina. Incluso una pequeña cantidad de contaminación habría aumentado las probabilidades de detonación del nitrato de amonio.

Aunque las autoridades libanesas han señalado que el nitrato de amonio fue el culpable del estallido, Lewis apunta que en muchos casos se refieren a los explosivos comerciales como si fueran este compuesto, aunque contengan aditivos.

“Si las imágenes son correctas, esto debía ser un oxidante utilizado con otros agentes”, como explosivos utilizados para la minería, plantea Lewis.

Consecuencias duraderas

Reconstruir qué salió mal en Beirut será difícil, pero Chavez dice que las autoridades deberían buscar pistas de almacenamiento o confinamiento inadecuados, contaminación, falta de ventilación y posibles fuentes de ignición.

Dichas investigaciones pueden llevar su tiempo. El Líbano ya se enfrenta a problemas políticos y financieros, en parte debido a la crisis migratoria siria y a la pandemia de coronavirus.

También habrá que considerar los efectos a más largo plazo. El estallido ha llenado el aire de Beirut de partículas, una de las formas más comunes de contaminación atmosférica. Se sabe que predispone a las personas a los síntomas más graves de las enfermedades respiratorias, entre ellas la COVID-19. Asimismo, la descomposición del nitrato de amonio puede generar subproductos conocidos como óxidos de nitrógeno, que pueden causar disnea. Podrían aparecer otros problemas de salud similares a los observados tras el 11-S debido a la destrucción generalizada de edificios y carreteras.

“Es probable que ardieran todo tipo de materiales”, afirma Beaudoin. “Plásticos, por ejemplo, pintura y otros materiales orgánicos que se quemaron parcial o completamente, todos los materiales del edificio que se convirtieron en polvo”.

Nota: Michael Greshko ha contribuido a este artículo, que se actualizó para incluir la temperatura necesaria para detonar nitrato de amonio puro. Este artículo se publicó originalmente el 6 de agosto en inglés en nationalgeographic.com.