Een schokgolf, sneller dan het geluid

Ammoniumnitraat Van alle kanten is de explosie met ammoniumnitraat in de haven van Beiroet gefilmd. Wat gebeurde er precies?

De verschillende stadia van de explosie in Beiroet.
De verschillende stadia van de explosie in Beiroet. Foto AFP

Een grote grijze rookwolk met onderin vlammen. Af en toe een flits. Dan de detonatie. Helder witgeel licht. Dan: een vuurbol, zwarte en rode rookwolken. Een grote witte wolk trekt op, beweegt razendsnel van de explosie af en verdwijnt weer. Een paddenstoelwolk wordt zichtbaar.

Vanuit een flatgebouw, vanaf zee, vanaf de straat. Vanuit alle kanten is de explosie in de haven van Beiroet gefilmd. De mensen dachten dat ze een grote brand in de haven filmden. Iemand vanaf een balkon zoomt in eerste instantie nog even in, maar moet dekking zoeken als de grote witte wolk recht op de camera afstormt. De filmers vanaf het water beginnen ontzet te roepen op het moment dat de brand een explosie wordt.

In de haven van Beiroet is 2.750 ton ammoniumnitraat geëxplodeerd. Dat het om deze stof ging, werd al gauw door de Libanese autoriteiten op Twitter bekendgemaakt. Ammoniumnitraat is een gangbaar ingrediënt voor kunstmest. Het wordt ook gebruikt als explosief in de mijnbouw en bij de productie van bijvoorbeeld lachgas. Het wordt in bulk geproduceerd in fabrieken over de hele wereld en ook over de hele wereld verscheept. Ammoniumnitraat is een explosief materiaal, maar het ontploft niet zomaar. Ook een vonk is niet genoeg. Wat gebeurde er precies in de haven van Beiroet? En wat zijn die wolken die op de video’s te zien zijn?

Voortstuwende schokgolf

Ammoniumnitraat is een zout dat ontstaat uit de reactie tussen salpeterzuur en ammoniak, de scheikundige aanduiding is NH4NO3. De aanwezige N, stikstof, in het ammoniumnitraat maakt dat de stof het goed doet als meststof: gewassen hebben stikstof nodig om te groeien. De stof is ook explosief: het draagt zijn eigen zuurstof, de O. Onder de juiste omstandigheden kan ammoniumnitraat detoneren. Daarbij ontstaat een zichzelf voortstuwende schokgolf die sneller is dan het geluid.

Als de detonatie is begonnen, is er geen zuurstof van buitenaf nodig om te branden. „De detonatiesnelheid van ammoniumnitraat is 6.000 tot 7.000 meter per seconde”, zegt Ad van Riel van particulier explosieven-opsporingsbedrijf REASeuro. „De bekende springstof TNT zit op 7.000 tot 8.000 meter per seconde. Dit is dus iets langzamer, maar nog steeds ontzettend krachtig.”

Lees ook: Huilend houden mensen elkaars hand vast na de knal in Beiroet

Volgens bronnen van persbureau Reuters ontstond er brand in opslagloods 9, die oversloeg naar loods 12, waar het ammoniumnitraat lag opgeslagen. Dat die loods was afgesloten kan eraan hebben bijgedragen dat het materiaal is ontploft. „De opslag van ammoniumnitraat luistert nauw”, zegt majoor Peter, hoofd operatiën bij de Explosieven Opruimingsdienst van Defensie (bij Defensie is het beleid dat medewerkers alleen met hun voornaam in de publiciteit treden). „Stel je strooit ammoniumnitraat uit en je steekt het in brand, dan zal het niet ontploffen, het zal gewoon opbranden. Maar als door bijvoorbeeld een brand de temperatuur en de druk in een dichte loods oploopt, kan er genoeg energie ontstaan om een detonatie te laten plaatsvinden.”

Opvallend zijn de flitsjes in de grijze wolk vlak voor de grote ontploffing. Online wordt gespeculeerd dat het om vuurwerkflitsen gaat. „Die lichtflitsjes vielen mij ook op”, zegt majoor Peter. Wat het is, is gissen. „Het kan van alles zijn. Vuurwerk, munitie, iets anders kleins dat explodeert.” Van Riel: „Die kleine explosietjes zijn in ieder geval niet kenmerkend voor ontploffend ammoniumnitraat.”

De grote witgele flits is de massadetonatie. De grote witte cirkelvormige wolk die daarna optrekt is waterdamp uit de lucht die naar buiten gedrukt wordt. „Die witte wolk is het front van de schokgolf en de drukgolf daarachteraan. De schokgolf gaat door alles heen, verpulvert wat op zijn pad komt en laat een krater achter. Daarna komt de drukgolf, die maakt dat auto’s worden weggeslingerd en ramen uit gebouwen springen”, zegt Van Riel. „In het vacuüm op de plek van de explosie ontstaat de paddenstoelwolk, die bestaat uit resten van het ammoniumnitraat en alles wat er in de omgeving was.”

De roodbruine kleur van de wolken komt niet door het ammoniumnitraat zelf. Majoor Peter: „Het zijn restproducten. Het is een haven, het is maar de vraag wat er verder nog lag.”

Lees ook: Liveblog explosie Beiroet

In Beiroet maken mensen zich zorgen over giftige rook. Het ammoniumnitraat zelf is niet giftig, maar het is niet gezond om in de rook te staan, zeggen majoor Peter en Van Riel. Rookwolken waaien wel weg, daarna is het oppassen om niet te veel achtergebleven fijnstof in te ademen. Volkomen onbekend is wat er verder nog de lucht in is gegaan bij de explosie, en hoe giftig de rook daarvan kan zijn.

Al jaren in een loods

De zakken ammoniumnitraat lagen vermoedelijk al jaren in de opslagloods. Reuters zegt documenten in te hebben gezien waarin diverse malen gevraagd is of het materiaal doorverkocht of verder verscheept kan worden, omdat het onveilig zou zijn om het in de haven te laten liggen. Op Twitter circuleren foto’s die de opslagloods voor de ontploffing zouden laten zien. Het is onbevestigd of het daadwerkelijk om deze loods gaat. Er zijn zakken te zien met de merknaam Nitroprill HD. Welke fabrikant deze merknaam produceert, is onduidelijk. Online wordt gespeculeerd dat het wellicht een namaakproduct van Nitropril is, van de Australische fabrikant Orica, dat voor de mijnbouw bedoeld is. Waar het ammoniumnitraat voor bedoeld was, maakt volgens Van Riel voor de explosie niet veel uit. „Met ammoniumnitraat dat bedoeld was voor kunstmest, was het net zo hard gegaan.”