Ontploffing in Beiroet Hoe veroorzaakt ammoniumnitraat zulke verwoestende explosies?

De verwoestende explosie in een haven in Beiroet gisteravond (4 augustus) waarbij meer dan 100 mensen omkwamen en minstens 4.000 gewond raakten, lijkt te zijn voortgekomen uit een opslageenheid met enorme hoeveelheden ammoniumnitraat, aldus nieuwsberichten..

De eerste explosie veroorzaakte een vuur, terwijl de tweede de lucht schilderde in een apocalyptische paddestoelwolk en een schokgolf door de stad liet kabbelen, gebouwen nivelleerde en duizenden verwondde.. 

Ammoniumnitraat, dat wordt gebruikt bij het maken van meststoffen en bommen, is een zout gemaakt van ammonium en salpeterzuur en is zeer explosief. Hoe meer ammoniumnitraat, of NH4-NO3, hoe groter het explosieve vermogen. En er werd naar verluidt veel opgeslagen in de haven: de Libanese premier Hassan Diab zei dat er sinds 2014 2700 ton, of meer dan 2900 ton ammoniumnitraat in de haven is opgeslagen, meldde The Washington Post.. 

Verwant: Top 10 grootste explosies ooit

Diab zei ook dat havenbeambten hadden gewaarschuwd voor de gevaren van het opslaan van zoveel explosieve chemicaliën in de haven, zei de Post.. 

Ammoniumnitraat wordt vaak toegevoegd om het stikstofgehalte van een meststof te verhogen. Het is relatief stabiel onder de meeste omstandigheden en is goedkoop te vervaardigen, waardoor de chemische stof een populair alternatief is voor andere, duurdere stikstofbronnen.

Maar ammoniumnitraat heeft een potentieel dodelijke keerzijde: de verbinding wordt beschouwd als een oxidatiemiddel, wat betekent dat het op atomair niveau elektronen verwijdert van andere stoffen in een chemische reactie. Wat dat in meer praktische zin betekent, is dat het de verbranding van brandstoffen verhoogt door de zuurstof die beschikbaar is voor die brandstoffen te verhogen. Om de reactie te starten, moet ammoniumnitraat in contact komen met een open vlam of een andere ontstekingsbron. Deskundigen suggereren dat er bij het incident in Beiroet sprake was van vuurwerk. 

Zodra een reactie ontstaat, explodeert ammoniumnitraat heftig. De explosieve kracht treedt op wanneer vast ammoniumnitraat zeer snel uiteenvalt in twee gassen, lachgas en waterdamp.

Die explosieve kracht van de ontploffing in Beiroet veroorzaakte een schokgolf die door de stad rimpelde en vernietiging veroorzaakte die sommige getuigen vergelijken met de nasleep van de atoombom in Hiroshima: woensdag hing rook in de lucht; Een uitgestrekte krater was uit de aarde geschept; stapels puin lagen verspreid over de stad; hele gebouwen waren slechts skeletten van vroeger; en op video's die online werden gedeeld, was te horen dat reddingswerkers op zoek waren naar iemand die vastzat onder het puin.

De oranje paddenstoelwolk die net na de explosie uitbrak, kan worden toegeschreven aan giftig stikstofdioxidegas dat ontstaat na een explosie met nitraten, meldde The Associated Press.. 

Tweede tweet die ik nu heb gevonden van de hele explosie. Lijkt te zijn genomen door een snel bewegend vaartuig op ongeveer 1 km van de kust. pic.twitter.com/6V8tI9WLp 4 augustus 2020

Dit is niet de eerste keer dat ammoniumnitraat betrokken is bij een dodelijke catastrofe. Het dodelijkste industriële ongeval in de geschiedenis van de VS vond plaats in de haven van Texas City, Texas, in 1947. Een onzorgvuldig weggegooide sigaret veroorzaakte brand aan boord van een schip met ongeveer 2.300 ton (2.086.000 kg) ammoniumnitraat verpakt in papieren zakken. Toen de chemische stof explodeerde, veroorzaakte het een explosie die krachtig genoeg was om mensen op de grond te slaan in Galveston, Texas, 16 kilometer verderop..

Die ontploffing veroorzaakte ook een kettingreactie toen een nabijgelegen schip, dat ook ammoniumnitraat vervoerde, explodeerde en brand veroorzaakte bij chemicaliëntanks en olieraffinaderijen in de buurt van de haven. Bij de ramp kwamen naar schatting 581 mensen om het leven.

Volgens een rapport van The Associated Press denken experts dat de vonk afkomstig is van een eerste brand die mogelijk vuurwerk heeft overspoeld dat in de haven werd opgeslagen. 

Boaz Hayoun, oprichter en eigenaar van de Tamar Group, een Israëlisch bedrijf dat zich bezighoudt met veiligheids- en certificeringskwesties met explosieven, legde de veelbetekenende tekenen van de ontsteking uit. "Vóór de grote explosie kun je in het midden van het vuur zien, kun je vonken zien, je kunt geluiden horen als popcorn en je kunt fluitjes horen", vertelde Hayoun aan The Associated Press. "Dit is heel specifiek gedrag van vuurwerk, de beelden, de geluiden en de transformatie van een langzame verbranding naar een enorme explosie."

Niet alle rampen met ammoniumnitraat zijn ongelukken: de kunstmest werd in een gehuurde vrachtwagen verpakt en door terroristen Timothy McVeigh en Terry Nichols gebruikt om 168 mensen te doden bij de bomaanslag in 1995 op het Alfred P. Murrah Federal Building in Oklahoma City.

De chemische stof werd opnieuw gebruikt bij de bomaanslag in een nachtclub in Bali in 2002 waarbij 204 mensen omkwamen, bij de bomaanslag in Oslo in 2011 door Anders Behring Breivik, waarbij acht mensen omkwamen, en bij tal van andere terroristische aanslagen..

Vanwege het gevaar en het mogelijke gebruik door terroristen is ammoniumnitraat op de meeste plaatsen aan strenge regelgeving onderworpen. In 2011 heeft het Department of Homeland Security volgens NBC News regels opgesteld die de verkoop van de compound, die ook als explosief wordt gebruikt in de bouw- en mijnindustrie, beperken..

Noot van de redacteur: dit artikel werd voor het eerst gepubliceerd in 2013 en bijgewerkt in 2020 na de explosie in de Libanese hoofdstad Beiroet.