Incendios & Explosiones

La enorme catástrofe de la explosión de Beirut con hasta ahora más de un centenar de muertos, miles de heridos y de hogares dañados tiene sin dudas varias dimensiones que vale la pena revisar.

En este blog hasta ahora hemos escrito temas relativos a incendios y nada sobre explosiones. Ambos fenómenos tienen algunas similitudes, pero hay una diferencia fundamental entre ambos, y guarda relación con la velocidad de los eventos: 

La explosión es normalmente explicada por un conjunto de reacciones químicas (a veces físicas, pero casi siempre químicas), donde una enorme cantidad de energía es liberada en un tiempo muy pequeño.  Lo esperable es que todo el material reaccione en ese muy breve lapso.  La energía liberada por la explosión de modo cuasi instantáneo es resultado de una interacción química, parte de esa energía se puede transformar en calor, aunque la mayor parte se transforma en una onda de choque que transmite un muy fuerte aumento de presión, mientras más energía mayor el aumento de presión y más lejos puede propagarse. En este caso no hay una dimensión temporal tan relevante (más allá que los explosivos efectivamente si se diferencian entre ellos entre otros aspectos por la velocidad de la reacción generada, pero siempre en niveles muy cortos de tiempo)

El incendio en tanto tiene una evolución “en el tiempo”, la energía total liberada por la combustión (carga combustible) depende de los contenidos y su cantidad. La ventilación además incide en la tasa de liberación de energía, es decir el modo temporal en que esa energía se va liberando. En general esa energía está “contenida” en el material, se transforma en calor que a su vez afecta a otros contenidos. Muchas regulaciones establecen exigencias de protección contra incendios en base a las cargas combustibles totales y/o las tasas de liberación de calor. Lo habitual es que a mayor cantidad de contenidos se tenga un incendio más largo, pero no necesariamente más “intenso”.

Con esa consideración creo que al menos hay 3 aspectos centrales en los cuales se debe prestar atención respecto a la explosión en Beirut:

a. La explosión del nitrato de amonio

Según la información disponible existía un almacenamiento a granel de unas 2.700 toneladas de nitrato de amonio, equivalentes a unos 1.600 m³, es decir casi 100 contenedores de 40 pies. El nitrato de amonio es usado como fertilizante y también en la fabricación de explosivos.

Como dijimos antes, los explosivos son sustancias con una química bastante compleja en sus reacciones, muy específica para usos particulares. En general todos se caracterizar por liberar de una forma muy rápida una enorme cantidad de energía y generar una onda de presión de muy alto valor, esta onda es la que propaga y genera daños en la vecindad.

En particular el nitrato de amonio es estable en condiciones ambientales normales y para que haya una explosión, deben generarse condiciones particulares, como por ejemplo un aumento de temperatura ambiental.

Según lo que se ha visto en los videos, previo a la explosión mayor hubo un incendio del que no sabemos mucho, pero que genera condiciones suficientes para hacer inestable al nitrato de amonio y con eso desencadenar la secuencia de eventos que culmina en la explosión principal y las consecuencias ya sabidas.

Hay muchos registros de otros eventos catastróficos de accidentes y también de atentados vinculados al menos parcialmente a este producto:

• En 1921, en una planta, una explosión de más de 4.500 toneladas de nitrato de amonio en una planta productora en Oppau, en Alemania, más de 500 víctimas.
• 1947: explosión de un barco con más de 2.000 toneladas del químico en el puerto de la bahía de Bahía Galveston, en Texas. Más de 500 muertes.
• 1994: atentado terrorista en Buenos Aires contra la Asociación Mutual Israelita Argentina (AMIA), 85 muertos y más de 300 heridos.
• 1995: atentado en Oklahoma, bomba con dos toneladas de nitrato de amonio destruye un edificio federal y mató a 168 personas.
• En 2015, una explosión en el puerto Tianjin, China, dejó 173 fallecidos.  En este caso la explosión del nitrato de amonio fue una consecuencia derivada de una primera explosión de otros químicos

b. Las condiciones de almacenamiento necesarias

Lo habitual para toda clase de sustancias peligrosas, incluyendo explosivos, respecto a su almacenamiento es tener al menos 4 tipos de consideraciones:

• Restringir enormemente la mezcla con otras sustancias: siempre es posible que algún accidente (por manipulación, sismo, etc.) genere algún derrame y la posibilidad de que se generen estas mezclas, por lo mismo la primera medida va en la restricción de almacenamiento: en sencillo hay sustancias que no se pueden almacenar juntas.

  En general las fichas de seguridad de cada material permiten establecer que tipologías de mezclas son especialmente peligrosas. Tratándose de sustancias reactivas o explosivas este aspecto suele ser uno de los más regulados. Esto en su extremo lleva a requisitos de almacenamientos exclusivos.

• Limitar la cantidad máxima que se pueden acumular en una misma unidad:  lo que se busca acá es acotar el tamaño máximo del evento posible (explosión, incendio, derrame, etc.).  Es una estrategia fundamentalmente de mitigación frente al posible fallo de las demás medidas.

• Restringir la distancia mínima con otros almacenamientos, y/o exigir separaciones físicas (muros) con capacidad de resistencia al fuego y a explosiones.  También es una medida de mitigación que intenta controlar y evitar la propagación de daño o condiciones de riesgo desde otras acumulaciones.

• El conjunto de medidas de control asociadas, que van desde sistemas de detección y/o extinción específicos, contención de derrames, exigencias a brigadas de emergencia/control, y un largo etcétera.

Cada legislación eventualmente genera documentos/normas propias respecto a estos y otros puntos, pero ninguna medida puede sostenerse sin la necesaria capacidad de control y fiscalización, tanto en los orígenes de los proyectos de construcción como luego en su operación posterior. Son muy comunes los cambios de destinos de bodegas, pero no siempre eso se acompaña de las necesarias modificaciones de seguridad. 

Por otra parte, ningún diseño o fiscalización son posibles sin entender la naturaleza del problema. ¿Cómo alguien que no conozca los riesgos posibles de ciertas acumulaciones va a ser capaz de definir las medidas adecuadas? ¿O las contingencias requeridas para un caso puntual?

c. La relación con el entorno

Sin duda que las imágenes más lamentables de esta y de otras tragedias similares guardan relación con el enorme daño al entorno, incluyendo a población civil en las “cercanías” de la zona portuaria. Los daños de la explosión se registraron a varios kilómetros a la redonda.

Este tema está en la frontera entre condiciones de seguridad y el desarrollo urbanístico de una ciudad, y el balance entre ambas nunca es tan trivial.  Por un lado, están las medidas de seguridad/contención a demandar en zonas de almacenamientos (típicas en puertos) y por otro el contemplar escenarios donde esas medidas no se logren cumplir por el motivo que sea.  Ejercicios de evaluación de escenarios de riesgos que vayan más allá de los propios límites de la instalación (en este caso portuaria) y contemplen la relación con el entorno son cada vez más necesarios y cada vez más hay desarrollo de herramientas que los permiten.

Rodrigo Aravena
Director
Cortafuegos Ingeniería
Agosto 2020