Kun maanviljelijä lannoittaa peltojaan, lannoite sisältää toisinaan ammoniumnitraattia, typpihapon suolaa, josta maahan tulee lisätyppeä.
Samaa ainetta voidaan käyttää räjähdysaineissa, ja se on lukemattomia kertoja aiheuttanut vakavia räjähdysonnettomuuksia.
Tällainen onnettomuus sattui Libanonin pääkaupungissa Beirutissa elokuussa 2020, kun 2 750 tonnia ammoniumnitraattia sisältänyt varastohalli räjähti. Räjähdyksessä kuoli 205 ihmistä, 6 500 loukkaantui ja 300 000 menetti kotinsa.
Nyt brittiläinen tutkimuslaitos on kartoittanut räjähdyksen kulun tarkasti tapahtumasta otetuista videoista ja valokuvista. Tuloksena on syntynyt yksityiskohtainen 3D-malli, joka osoittaa, miten yleensä vaaraton lannoite räjähti.
Katso räjähdys ja 3D-malli tästä:
Savun sormenjälki piirtää aikajanan
Savupatsaan perusteella tutkijat paikansivat videoista ja kuvista tulipalon alkamisen ja sijoittivat sen aikajanalle.
Aiemmista kuvista ja videoista, joita oli otettu varastohallin sisältä, selvisi, että ammoniumnitraattia oli säilytetty säkeissä, jotka oli pinottu sinne tänne päällekkäin.
Kuvamateriaalista tutkijat saivat luotua 3D-mallin hallin tulipalosta.
Malli ja aikajana auttavat selittämään, miksi ammoniumnitraatti räjähti kuin pieni ydinpommi.
Katso tuhojen laajuus tästä:
Sateliitit tallensivat tuhot
Nasan tutkijaryhmä kartoitti tuhojen laajuuden Sentinel-satelliittien kuvista. Tummanpunaisilla alueilla tuho oli täydellistä, oransseilla kohtalaista ja keltaisilla alueilla osittaista.
Lyhyt etäisyys merkitsi kuolemaa
Jos ammoniumnitraattia olisi säilytetty 1 570 metrin päässä lähimmästä asuinrakennuksesta, kuten esimerkiksi Australiassa määrätään, tuhot ja uhrien määrä olisivat jääneet paljon vähäisemmiksi. Ympyrät ovat kartalla 500 metrin välein.
Satama tuhoutui tunnistamattomaksi
Satamaan syntyi 43 metriä syvä ja 124 metriä leveä kuoppa, ja valtava viljasiilo juuri räjähdyspaikan takana murskaantui. Räjähdyksen aiheuttama järinä tuntui Turkissa asti.
Lannoitevarasto muodosti täydellisen katastrofikoktailin
3D-malli osoittaa, että hallin suljetut ovet ja ikkunat kasvattivat lämpötilaa ja painetta lähemmäksi ammoniumnitraatin syttymispistettä.
Joissain säkeissä oli reikiä, ja niiden sisältö oli tummunut. Tämä on merkki siitä, että ammoniumnitraattiin oli sekoittunut muita aineita, jotka edistivät ammoniumsuolan hajoamista ja lämmön kehittymistä.
3D-malli osoittaa, että onnettomuusalue olisi voinut olla pienempi, jos ammoniumnitraattia olisi säilytetty enintään 300-500 tonnin kasoissa riittävällä etäisyydellä ja mieluiten kaukana muista palavista materiaaleista (oikealla).
Lisäksi kuultiin ilotulitteita, joita varastossa ilmeisesti oli ollut 23 tonnia. Niiden ruudista saattoi alkaa palo, joka sitten levisi ammoniumnitraattiin.
Kaikki olosuhteet olivat sellaiset, jotka tekivät beirutilaisesta varastohallista jättimäisen katastrofin episentrumin.
Lannoitteena käytettävä ammoniumnitraatti on pieninä huokoisina rakeina.
Kolme tekijää vaikutti ammoniumnitraatin räjähtämiseen
Lämpötila
Jos ammoniumnitraatti lämpenee, se alkaa hajota ja siitä vapautuu kaasuja. 260 – 300 asteen lämpötilassa kaasunmuodostus on niin voimakasta, että se voi johtaa räjähdykseen etenkin, jos lämpeneminen tapahtuu paineessa.
Saastuminen
Yleensä ammoniumnitraatin syttymiseen vaaditaan 80-kertainen ilmakehän paine. Muiden aineiden sekoittuminen siihen voi alentaa rajaa 20-kertaiseen ilmakehän paineeseen.
Syttyminen
Ammoniumnitraatti on itsessään melko vakaata, mutta riittävän iso räjähdys voi sytyttää sen.