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Actualidad ¿Por qué se formó una nube con forma de hongo en la explosión de Beirut?

La física explica por qué esta explosión, que no fue nuclear, formó la característica nube con forma de hongo.

VÍDEO: ASÍ ES LA NUBE QUE SE FORMÓ TRAS LA EXPLOSIÓN EN BEIRUT

La explosión que se producía ayer en la capital del Líbano hirió al menos a 4000 personas y acabó con la vida de 100. Los detalles de la explosión y sus consecuencias aún se están evaluando, aunque parece ser que todo pudo comenzar por un incendio en un almacén donde se encontraban materiales “altamente explosivos” incautados por el gobierno.

Pero además de la enorme tragedia y el daño acontecido si algo llamó la atención en las imágenes difundidas en las redes sociales fue la nube de hongo formada, muy característica en explosiones nucleares y que, por unos instantes, sembró la confusión.

Sin embargo, este no fue el caso y es que otras explosiones pueden producir este tipo de nubes. Esta aparece cuando la explosión produce gas caliente que se eleva rápidamente. El aire que hay por encima amortigua este gas caliente mientras intenta desplazarse hacia arriba y es literalmente empujado hacia abajo formando esa forma tan distintiva.

Este fenómeno se explica por la inestabilidad de Rayleigh-Taylor (el mismo Raleigh por el cual explicamos que el cielo es azul), que describe la interacción entre dos materiales —fluidos o gases — cuando uno de baja densidad empuja a otro de alta densidad.

Fuente:  Los Alamos National Laboratory

A la nube formada se le conoce como “nube de Wilson” que aparece en explosiones de aire húmedo. Cuando un arma nuclear o una gran cantidad de explosivos explotan en un entorno de aire húmedo, la onda de choque generada da lugar a una rarefracción, es decir una reducción de la densidad del aire que rodea la explosión, pero no del que la contiene. Esto lleva a un enfriamiento temporal del aire, que causa la condensación de parte del vapor de agua contenido en él.

Imagen: Pruebas nucleares sobre el atolón Bikini

¿Tendrá efectos medioambientales?

Esta explosión parece que fue provocada por 2.750 toneladas de nitrato de amonio, usado para fabricar bombas y fertilizantes. Este compuesto es también conocido como sal amónica del ácido nítrico y cuenta con propiedades como su higroscopicidad (la capacidad de los materiales para absorber la humedad atmosférica) y su alta solubilidad en agua.

La producción a gran escala del nitrato de amonio comenzó en la década de 1940 cuando se utilizaba para municiones durante los períodos de guerra. Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, el nitrato de amonio se hizo disponible como fertilizante comercial y actualmente, las mayores fuentes de emisiones de amoníaco son la ganadería y los cultivos fertilizados. 

El nitrato de amonio se encuentra en las partículas PM2.5 y las partículas PM2.5 inorgánicas.  En la atmósfera, una fracción significativa de estas partículas está compuesta por nitrato de amonio y sulfato de amonio.

El peligro para los seres humanos radica en que si se inhala puede causar tos, dolor de cabeza o dolor de garganta, así como irritación ocular o en la piel. Está demostrado que los lugares con concentraciones elevadas de estas partículas se han asociado estadísticamente con el aumento de los trastornos pulmonares y cardíacos.

A nivel atmosférico el nitrato de amonio es muy volátil. En zonas más altas de la atmósfera, el nitrato de amonio es una partícula o una gota, pero en un día cálido y cerca del suelo, el nitrato de amonio se divide en ácido nítrico y amoniaco, que se depositan muy rápidamente en la superficie terrestre.

Pero ¿qué sucede si el acido nítrico se deposita en la tierra? Este aporta nitrógeno y es un fertilizante para las plantas, pero también produce acidificación e intensifica la emisión de oxido nitroso. Las plantas sedientas de nitrógeno crecen muy rápido, desbancando a otras especies que crecen mas lentas y produciendo una alteración en los ecosistemas.

Las explosiones de nitrato de amonio almacenado son eventos raros pero han sido son recurrentes y catastróficos en la historia. Todos ellos comparten un rasgo esencial en común:  las explosiones fueron el resultado de un incendio incontrolable. Estos desastres tienen dos factores causales debido a la química de la sustancia: su capacidad de detonar; y su capacidad de potenciar un incendio por medio de su comportamiento oxidante.