cada año, se producen casi 20 millones de toneladas de nitrato de amonio en todo el mundo. Es hasta ahora el fertilizante más potente, económico y conveniente en el mercado, apoyando a los agricultores en la alimentación de miles de millones. Sin embargo, la reciente explosión catastrófica en Beirut es un recordatorio de los peligros asociados con el almacenamiento y transporte inadecuados de este producto químico común., ¿Cómo podemos aprovechar el poder del nitrato de amonio mientras nos aseguramos de que tragedias como Beirut se eviten en el futuro?
El desastre de Beirut
el 4 de agosto de 2020, una gran cantidad de nitrato de amonio en un hangar de almacenamiento en el puerto de Beirut explotó, causando más de 300 muertos y 6.000 heridos, así como enormes daños a la propiedad, dejando a unas 300.000 personas sin hogar., La catastrófica explosión en Beirut fue uno de los pocos accidentes a gran escala causados por el nitrato de amonio, comparable solo a las explosiones en Texas City, Estados Unidos (1947); Toulouse, Francia (2001); y Tianjin, China (2015).
desde principios del siglo 20, ha habido casi 40 accidentes grandes, con más de la mitad de estos ocurridos en los últimos 20 años. Once de estos accidentes implicaron más de 1.000 toneladas de nitrato de amonio o causaron más de 30 muertes (Figura 1). Más del 80% de estos accidentes ocurrieron durante el almacenamiento o transporte de nitrato de amonio (Figura 2)., El análisis de estos accidentes muestra que las explosiones de nitrato de amonio casi siempre están precedidas por incendios u otras fuentes de ignición.
para obtener más información sobre las propiedades químicas del nitrato de amonio, sus peligros y reglas de seguridad, descargue este informe CAS en profundidad.
¿se puede domar el nitrato de amonio?
¿Qué se puede hacer para garantizar que tragedias como Beirut se eviten en el futuro? La clave para impulsar la innovación futura en este espacio es comprender la estructura molecular y las reacciones que causan estas poderosas explosiones., El nitrato de amonio se produce por reacción de amoníaco con ácido nítrico en agua seguida de una cuidadosa evaporación del agua.
El amoníaco se prepara más a menudo a partir de nitrógeno atmosférico, mientras que el ácido nítrico se prepara a partir de la combustión de amoníaco, por lo que el nitrato de amonio se fabrica más convenientemente donde se fabrica amoníaco. La formación de nitrato de amonio emite cantidades significativas de calor, por lo que se hace en solución acuosa para disipar mejor ese calor., El agua debe eliminarse de la solución para producir nitrato de amonio sólido, la mayoría de las veces por evaporación. Si bien el nitrato de amonio es estable a las temperaturas habituales de su fabricación y purificación, a menudo se utilizan aditivos para reducir los peligros. Por ejemplo, los compuestos de potasio como los fertilizantes nitrógeno-potasio y nitrógeno-fósforo-potasio se han utilizado para aumentar la estabilidad del nitrato de amonio a la transición de fase y disminuir su sensibilidad a la explosión., También se han añadido nitratos de calcio y magnesio al nitrato de amonio en pequeñas cantidades para mejorar su estabilidad física, pero las mezclas absorben más fácilmente el agua de la atmósfera. El nitrato de amonio cálcico (CAN), Preparado a partir de nitrato de amonio y carbonato de calcio, se utiliza en algunos casos como alternativa al nitrato de amonio. El sulfato de aluminio también se ha utilizado como aditivo de secado para el nitrato de amonio. Si bien estas alternativas han ayudado, es importante tener en cuenta que las impurezas no deseadas en el proceso de fabricación pueden reducir su estabilidad o facilitar la explosión.,
innovación en nitrato de amonio centrada en la seguridad
Un análisis en profundidad de la colección de contenido de CAS revela algunas áreas clave que han comenzado a emerger en el panorama de la propiedad intelectual, destacando los esfuerzos para evitar la explosión accidental o el uso indebido. Estos incluyen avances en mezclas, recubrimientos, formulaciones de liberación lenta, control del tamaño de partícula y enfoques de higroscopicidad que minimizan el potencial de uso indebido y aumentan la estabilidad para un almacenamiento más seguro., Por ejemplo, se ha inventado un recubrimiento para un fertilizante que evita la infiltración de hidrocarburos, como el fuel oil, en los poros del fertilizante, reduciendo así su eficacia como oxidante (WO2003106377). Alternativamente, los enfoques higroscópicos también se han explorado mediante la adición de un ingrediente clave como una sal doble de urea que forma un fertilizante estable con nitrato de amonio (US20150218058)., Por lo tanto, han surgido algunas alternativas que ofrecen a los usuarios opciones seguras y rentables, pero todavía hay importantes compensaciones, ya sea en la seguridad o el contenido de nitrógeno, por lo que aún se requiere más innovación.
buscando fertilizantes nitrogenados alternativos
aunque el nitrato de amonio es un fertilizante importante debido a su alto contenido de nitrógeno, sus peligros explosivos limitan su aplicación, e incluso se ha prohibido en algunas áreas., Reducir la concentración de nitrato de amonio, encontrar compuestos alternativos y desarrollar formas más seguras son estrategias que pueden ayudar a aumentar la seguridad de los fertilizantes nitrogenados. La tabla 1 enumera los fertilizantes nitrogenados alternativos que han surgido como opciones más seguras que podrían proporcionar sustitutos del nitrato de amonio. Desafortunadamente, la alternativa con mayor contenido de nitrógeno es el amoníaco anhidro, que es un gas tóxico a temperatura ambiente., Otras alternativas con alto contenido de nitrógeno, como las soluciones de hidróxido de amonio y urea, son atractivas debido a su bajo costo y efectividad; sin embargo, son volátiles. Para superar este desafío se han desarrollado formulaciones de urea de liberación lenta, así como ligninas e hidrogeles modificados.
Cuadro 1., List of alternative nitrogenous fertilizers
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Fertilizer |
Comment |
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|---|---|---|
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Anhydrous ammonia |
Pressurized gas, Risk Management Plan (RMP)-regulated substance with a threshold of 10,000 lbs, regulated as Dangerous Goods for transportation.,div id=»8648a5f2f4″> Sodium nitrate |
Stable |
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Calcium cyanamide |
Contains calcium |
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Calcium nitrate |
Contains calcium |
Handling ammonium nitrate safely
Previous disasters have heightened public awareness of the explosive nature of ammonium nitrate, and the consequences of its unsafe storage and use., En respuesta, muchas regulaciones, reglas y directrices para el nitrato de amonio, especialmente con respecto a su almacenamiento y manipulación, han surgido en diferentes áreas para mejorar la seguridad. Las principales regulaciones de los Estados Unidos para el nitrato de amonio son «OSHA 29 CFR 1910.109(I) – almacenamiento de nitrato de amonio», y el Memorando de «orientación sobre los requisitos de almacenamiento de nitrato de amonio en 29 CFR 1910.109(i)» publicado en 2014 después de la Adair Grain Inc., DBA West Fertilizer Company explosión en 2013., Cabe señalar, sin embargo, que la aplicación diligente de las normas y reglamentos de seguridad es la clave para evitar futuros accidentes, como el desastre de Beirut., se puede resumir de la siguiente manera
(Figura 3):
- ventilación: capaz de una ventilación adecuada en caso de incendio
- aislamiento de la combustión: se requieren materiales no combustibles y resistentes
- Control de temperatura: las temperaturas de almacenamiento deben ser inferiores a 130 Volume
- volumen: los límites de almacenamiento deben ser inferiores a 2270 toneladas
- Protección contra incendios/prevención: almacenamiento de otros productos
a pesar de las preocupaciones de seguridad, el nitrato de amonio sigue siendo un fertilizante importante en todo el mundo, ya que es eficaz, barato y fácil de fabricar. Sin embargo, como se ha puesto de relieve una vez más en el incidente de Beirut, la susceptibilidad del nitrato de amonio al fuego y a la explosión debido a las malas prácticas de almacenamiento o a la contaminación presenta riesgos significativos., Las regulaciones inconsistentes y la falta de conciencia sostenida sobre cómo manejar y almacenar de manera segura el nitrato de amonio dentro de la cadena de suministro global son desafíos clave que deben superarse a través de la educación y la promoción para evitar otra tragedia global.
vea cómo los científicos están haciendo que el nitrato de amonio sea más seguro en nuestro libro blanco más reciente Lessons learned from Ammonium Nitrate.