Nitrato de amonio, uso fertilizante y explosivo ANFO

El nitrato de amonio es un compuesto químico formado por dos unidades, el ión nitrato y el ión amonio, y que se usa principalmente como fertilizante ya que tiene un alto contenido de nitrógeno. Tanto el nitrato como el amonio son utilizados por las plantas; el nitrato es aprovechado en forma directa, mientras que el amonio es convertido en abono. 

Ante la presencia de un medio combustible se presenta una mayor cantidad de gases tóxicos y también una mayor cantidad de energía, lo que provoca grandes detonaciones, motivo por el cual se usa como explosivo en la minería.

Su temperatura de detonación tiene un rango de 260 a 300 grados Celsius, lo que es bastante elevado, pero cuando está en presencia de algunas impurezas o medios combustibles, esta temperatura tiende a bajar considerablemente, incluso en presencia de unos sulfuros de hierro se han observado detonaciones a sólo 50 grados Celsius

Usos y propiedades del nitrato de amonio

El compuesto químico nitrato de amonio, con fórmula química NH4NO3, es un sólido cristalino blanco a temperatura ambiente y a presión estándar.

El Nitrato de Amonio es higroscópico, esto significa que tiene gran afinidad por el agua, absorbiendo el vapor de agua ambiental. Es un producto altamente oxidante, puede llegar a producir explosiones por calentamiento, sobre todo si se encuentra en forma de polvo finamente dividido y en presencia de catalizadores como Permanganato de Potasio o Hidróxido de Bario. Al ser calentado en condiciones de bajo riesgo o pequeñas cantidades, su descomposición produce humos blanquecinos o pardos, que son una mezcla de: Óxido Nitroso, Nitrógeno y Óxidos superiores de Nitrógeno, estos últimos son una mezcla de Óxido Nítrico y Dióxido de Nitrógeno.

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Nitrato de amonio como fertilizante

El nitrato de amonio es un fertilizante popular, ya que proporciona la mitad del Nitrógeno en forma de nitrato y la otra mitad en forma de amonio. La forma nitrato se mueve fácilmente con el agua del suelo hacia las raíces, donde está inmediatamente disponible para su toma por la planta. La fracción de amonio es absorbida por las raíces o es convertida gradualmente en nitrato por los microorganismos del suelo. Muchos productores de verduras prefieren una fuente de nitratos inmediatamente disponibles para la nutrición vegetal y utilizan nitrato de amonio. Es popular para la fertilización de pasturas y verdeos, ya que es menos susceptible a las pérdidas por volatilización que los fertilizantes a base de urea cuando se aplica sobre la superficie del suelo.

El nitrato de amonio es comúnmente mezclado con otros fertilizantes, pero estas mezclas no se pueden almacenar por largos períodos debido a una tendencia a absorber la humedad del aire. La alta solubilidad de nitrato de amonio hace que sea muy adecuado para preparar soluciones para fertirrigación o aspersiones foliares.

Nitrato de amonio como explosivo ANFO

Debido a que es un agente altamente oxidante, el nitrato de amonio genera una mezcla explosiva cuando está combinado con hidrocarburos, generalmente combustible diesel (aceite), o a veces keroseno. El nitrato de amonio mezclado con fuel-oil (ANFO), es un producto de la familia de los explosivos pulverulentos, que se forma a partir de la mezcla de nitrato de amonio con petróleo diesel. Tienen forma granular (prill o perla), porosos y rellenos de aire lo cual le proporciona una mayor velocidad para la liberación de la energía.

El nitrato de amonio, materia prima del ANFO, es un producto cuyas características principales son las de poseer una estructura microporosa y microcristalina especial, que permiten la distribución homogénea de los elementos energizantes y del combustible. Debido a este tipo de estructura, presenta un mayor número de poros contenidos en sus prills lo cual favorece una alta capacidad de retención del petróleo y las dimensiones controladas de su fabricación incrementan la tensión superficial sólido / líquido y lo dirige hacia el centro de estos prills, provocando su rápida absorción; con lo cual se obtiene un producto estable, de manera que el combustible no emigra después de un prolongado tiempo de fabricación.

El ANFO en sí es un producto muy sensible a la humedad por lo que se le usa mayormente en las voladuras a cielo abierto. Cuando se le mezcla con aluminio se denomina ANFO aluminizado (1-15% aluminio) y toma un color gris. Cuando el nitrato de amonio se mezcla con aceite mineral y algún colorante se le denomina ANFO liviano y toma un color rosado.

Riesgos del nitrato de amonio ⚠

Cuando se trate de asegurar depósitos de fertilizantes de debe verificar el contenido y cantidad, a través de la rotulación y guías de embarque para constatar que el producto se encuentra categorizado según especificación de su Hoja de Seguridad (HDS).

Es fundamental que no se permita al Nitrato de Amonio o de Potasio, compartir el depósito con productos combustibles (gasolina, aceites, etc.).

Aún para los productos nitrosos y permanganatos, se considera que calentándoles en recipientes cerrados puede desencadenar una violenta reacción o explosión, especialmente si está contaminado con sustancias como materiales combustibles, agentes reductores, ácidos, álcalis, azufre, cloruros, cloratos, cromatos, nitritos, permanganatos, polvos metálicos y sustancias conteniendo metales como el cobre, cobalto, níquel, zinc y sus aleaciones.

Hoja de seguridad (HDS)

Nitrato de Amonio (NH4NO3) o sal amónica del ácido nítrico, posee una masa molar de 80,01 g/mol, es un compuesto categorizado por la NCh 382/2013 como una sustancia oxidante fuerte Clase 5.1, la cual reacciona con combustibles y reductores.

Referente a los primeros auxilios, establece lo siguiente

• Información general
• Contacto ocular
• Contacto dérmico
• Inhalación
• Ingestión
• Efectos por exposición
• Atención médica

Referente a las medidas de lucha contra incendios, establece lo siguiente

• Agentes extintores
• Productos peligrosos por combustión
• Equipo de protección para combatir fuego

Medidas que deben tomarse en caso de vertido accidental, establece lo siguiente

• Precauciones personales, equipo protector y procedimiento de emergencias
• Precauciones relativas al medio ambiente
• Métodos y materiales para la contención y limpieza de vertidos

Manipulación y almacenamiento, establece lo siguiente

• Manipulación de recipientes
• Condiciones de almacenamiento

Controles de exposición o protección personal, establece lo siguiente:

• Parámetros de control (valores límite que requieren monitoreo)
• Condiciones de ventilación: Ventilación local y general
• Equipo de protección respiratoria
• Equipo de protección ocular
• Equipo de protección dérmica

Explosión en Beirut por nitrato de amonio

Bajo este contexto las 2.750 toneladas de nitrato de amonio almacenadas en un almacén portuario fueron la causa de las dos explosiones ocurridas el 4 de Agosto del 2020 que arrasaron con todo en Beirut dejando al menos 73 muertos y más de 3.000 heridos, cuyos daños fueron avaluados en US$ 3.500 millones. Así lo ha confirmado el primer ministro de Líbano, el cual ha explicado que el nitrato de amonio llevaba más de 6 años almacenados sin ninguna medida de control.

El rastro del compuesto aparece en Beirut en septiembre de 2013, a raíz de la presencia de un buque de carga de “propiedad rusa”. De acuerdo a documentos gubernamentales, por problemas técnicos la embarcación atracó en la capital libanesa y ante la imposibilidad de volver a alta mar, los propietarios y la tripulación habrían abandonado la nave.

Ante esta situación la carga de NH4NO3 fue trasladada a una bodega en el puerto de Beirut, que queda cerca de una de las principales carreteras en la entrada de la capital. Posteriormente, en junio de 2014, el director de Aduanas envió una serie de cartas para pedir una “resolución” sobre qué hacer con el nitrato de amonio.

El actual director de Aduanas de Líbano, Badri Daher, señaló a la prensa local que solicitaron “orientación y advirtieron” del daño que podría provocar el material en al menos cinco misivas emitidas hasta octubre de 2017. Incluso, propusieron tres opciones:

• Exportar el material,
• Transferirlo al Ejército o,
• Venderlo a empresas privadas libanesas.

Normativa que los regula

• D.S. 148/03 “Reglamento de Manejo de Residuos Peligrosos”
• D.S. 43/16 “Reglamento de Almacenamiento de Sustancias Peligrosas”
• NCh 382/13 “Clasificación de Sustancias Peligrosas”
• D.S. 6/67 “Reglamento para el Almacenamiento y Manipulación de Nitrato de Amonio y Preparación y Empleo de explosivos por mezcla de Nitrato con Petróleo.
• Ley 17.798 “Establece control de armas” (Derogado por el D.S. 400/15)
• “Código Marítimo Internacional de Mercancías Peligrosas” Organización Marítima Internacional
• Resolución 96 “Actualiza y Modifica Reglamento de Manipulación y Almacenamiento; de Cargas Peligrosas en Recintos Portuarios”

Almacenamiento de nitrato de amonio según normativa

Respecto al almacenamiento de Nitrato de Amonio (NH4NO3), la normativa internacional y en específico la chilena establece lo siguiente;

Normas Chilenas nch 382/2013 en su clasificación de sustancias peligrosas

Según la NCh 382/13, clasifica al Nitrato de Amonio en la Clase 5, la cual es considerada como Sustancias comburentes y peróxidos orgánicos, por lo tanto, sin ser combustible por sí misma, pueden, generalmente liberando oxígeno, causar o facilitar la combustión de otras materias o contribuir a ella.

El nitrato de amonio es un material sólido fuertemente oxidante de baja densidad y alta porosidad, muy soluble en agua y altamente higroscópico. Se presenta comercialmente en forma de perdigones (prill) blancos.

Es la materia prima principal para la fabricación de explosivos industriales del tipo ANFO. Favorece la combustión de materiales orgánicos aún en ausencia de oxígeno. Se descompone a altas temperaturas y bajo un impacto violento en extremo. Actúa como agente oxidante en muchas reacciones a temperatura ambiente. No obstante, lo anterior, es considerada una sal estable en el sentido que es una sal de amonio procedente de un ácido fuerte que no tiende a perder amoniaco durante su almacenamiento.

Según el DS 43/16 “reglamento de almacenamiento de sustancias peligrosas

Establece en al artículo 5, que toda instalación de almacenamiento de sustancias peligrosas sobre 10 toneladas (t) de sustancias inflamables o 30 t de otras clases de sustancias peligrosas requerirá de Autorización Sanitaria para su funcionamiento.

Mientras que Artículo 8, señala acerca del almacenamiento de las sustancias peligrosas y que solamente podrán almacenarse en los lugares especiales que se señalan en reglamento, de acuerdo con su cantidad, clase y división de peligrosidad, según la NCh 382/2013. Este almacenaje podrá siempre efectuarse en instalaciones de almacenamiento de mayor exigencia, pero en ningún caso en una de menor complejidad que las que les corresponda según estas disposiciones.

Además, el Artículo 9, señala que las sustancias peligrosas deberán estar contenidas en envases, debidamente etiquetadas según lo estipulado en el Título XII del reglamento, excepto aquellas que se almacenen a granel.

Es así como las características de almacenamiento de sustancias peligrosas de acuerdo a su clasificación se ven reflejadas en el Título II del Reglamento específicamente en los artículos 8 al 18. En estricto rigor para el Nitrato de Amonio, perteneciente a la clasificación número 5, establece en el título VII en específico sobre el almacenamiento de comburentes (como lo es el nitrato de amonio) y peróxidos orgánicos en envases.

Según este título establece en los artículos 92-100, lo siguiente;

En las bodegas donde se almacenan comburentes como el nitrato de amonio y peróxidos orgánicos se deberán cumplir las condiciones de almacenamiento establecidas en los Títulos I y II del reglamento D.S. 43/16.

Cuando se almacenen sobre 3 t de comburentes grupos de embalaje I y II, en total, o más de 12 t de comburentes grupo de embalaje III, no podrá haber en la misma bodega sustancias inflamables, lubricantes, combustibles, grasas o aceites.

La bodega deberá tener un distanciamiento a muros medianeros u otras construcciones de la misma instalación, de acuerdo a la siguiente tabla: Bodegas Exclusivas para Comburentes Especiales, del tipo separada serán exclusivamente para Permanganato de amonio y Soluciones de peróxido de hidrógeno con más de 91%.

En tanto los comburentes pertenecientes al Grupo de Embalaje I, II y III como el Nitrato de Amonio podrán almacenarse en bodegas para sustancias peligrosas o exclusivas sin sistema de extinción automática de incendios en las cantidades máximas que se señalan en la tabla siguiente:

Cuando las bodegas sean exclusivas del tipo adyacente y en la construcción adyacente existe almacenamiento o manejo de sustancias inflamables, los muros divisorios deberán ser del tipo corta fuego con una RF120.

En el caso de almacenamiento de comburentes de los Grupos de Embalaje I y II, en bodega exclusiva, del tipo separada, el distanciamiento mínimo a muros medianeros y otras construcciones será de 15 m y de 7 m para los comburentes del Grupo de Embalaje III. En el caso de bodegas exclusivas adyacentes el distanciamiento a muros medianeros y por el costado de carga y descarga será de 5 m, independiente del grupo de embalaje.

En tanto las bodegas están construidas con muros externos que tengan un RF60, podrán aumentar las cantidades almacenadas, de acuerdo a la tabla que se muestra a continuación:

Cuando las bodegas sean exclusivas del tipo adyacente y en la construcción adyacente existe almacenamiento o manejo de sustancias inflamables, los muros divisorios deberán ser del tipo cortafuego con una RF120. Y si así fuera, que estas bodegas estén construidas con muros externos que tengan una RF120, y en el caso de las adyacentes, con muros divisorios del tipo cortafuegos, podrán aumentar las cantidades máximas de los Grupos de Embalaje I y II, como se muestra en la tabla a continuación:

Para bodegas exclusivas separadas la distancia a muros medianeros y otras construcciones será de 9 m para los comburentes del grupo de embalaje I y II y de 5 m para los comburentes del Grupo de Embalaje III.

Además de las condiciones establecidas en este título se les adiciona un sistema de extinción automática de incendios, las cantidades máximas a almacenar podrán aumentarse a aquellas cantidades que aparecen entre paréntesis en las tablas de dichos artículos.

En síntesis, cuando se almacenen comburentes de más de un grupo de embalaje en una misma bodega, la cantidad máxima permitida debe limitarse a la suma de las cantidades proporcionales que cada grupo admite hasta el máximo permitido para ese grupo de embalaje. El total de las cantidades proporcionales, no deberá exceder del 100%.

Mientras que en referencia a los planes de emergencia ante eventuales o potenciales incidentes que pueda ocurrir en el sitio de almacenamiento, el artículo 190 establece lo siguiente;

“Todas las instalaciones para sustancias peligrosas y los locales comerciales que vendan estas sustancias deberán contar con un Plan de Emergencias, el cual podrá ser parte integral del plan de emergencia general de la empresa, cumpliendo con lo establecido en el artículo 8 de la ley 20.564, Ley Marco de Bomberos de Chile”

De acuerdo a los planes de emergencia según este artículo, este plan deberá contar con lo siguiente;

1. Plano a escala del predio y su entorno, considerando un radio de 50 m a la redonda desde los deslindes del sitio de la empresa.
2. Plano de cada instalación de almacenamiento de sustancias peligrosas, especificando la clase de sustancia almacenada de acuerdo a la NCh 382:2013.
3. Listado de sustancias peligrosas almacenadas por instalación de almacenamiento.
4. Cadena de mando.
5. Procedimiento de emergencia.
6. Listar equipos e instrumental disponibles en la instalación para detectar y analizar sustancias peligrosas y señalar su ubicación.
7. Listar sistemas y equipos disponibles en la instalación para enfrentar emergencias, señalar su ubicación y programas de mantención.
8. Listar equipos y elementos de protección personal disponibles en la instalación y señalar su ubicación.
9. Mantenimiento de la Operatividad del Plan, incorporando simulacros al menos una vez al año.

Respecto al D.S. 6/67 “reglamento para el almacenamiento y manipulación de nitrato de amonio y preparación y empleo de explosivos por mezcla de nitrato con petróleo. establece lo siguiente”

• Todo almacén de nitrato de amonio deberá ser autorizado por el Director del Servicio de Minas del Estado.
  
• No se aceptarán habitaciones a menos de 150 metros del almacén.
• Alrededor del almacén deberá mantenerse una faja de terreno de 20 m. de ancho, como mínimo, libre de maleza, basuras u otros materiales combustibles.
• No podrá existir combustible a distancia inferior a 50 m. La distancia de aislamiento “s”, expresada en metros y la cantidad máxima “w” en kilogramos de explosivos equivalente a dinamita de 60%, aceptable en la vecindad de un almacenamiento de nitrato de amonio, será a lo menos, la determinada por la expresión.
• Deberá instalarse pararrayos en las zonas con riesgos de tempestades eléctricas.
• Los apilamientos se ejecutarán en montones de no más de 50 ton. (10 x 10 x 10 sacos de 50 kg c/u) y separados por calles de 1.20 m. de ancho.
• El espacio circundante será una faja de 3 m. de ancho.
• Se empleará un cierre de malla o de otro tipo que garantice contra sabotaje, robo y entrada de personas extrañas o animales.
• La puerta se mantendrá cerrada con llave que estará en poder de una persona autorizada por la autoridad competente, como guarda almacén (polvorinero) de nitrato de amonio.
• La iluminación eléctrica será instalada a una distancia de 3 m. del contorno de los montones de nitrato de amonio.

• Si el clima exige cubrir el nitrato de amonio, la postación de apoyo de la techumbre será de preferencia de material incombustible, acero, concreto, etc.
• En caso que el clima lo exija y con el fin de evitar la absorción de humedad desde el piso, los apilamientos de sacos se colocarán sobre tarimas de madera cepillada o de materiales similares.
• La ventilación será la máxima compatible con el clima y humedad de la zona para garantizar el almacenamiento seco.
• El piso del almacén puede ser de cualquier material, incluso de tierra apisonada, si su naturaleza le permite compactarse. Deberá ser suficientemente liso para facilitar el barrido y sin juntas en las cuales puedan introducirse cristales o residuos de nitrato de amonio.
• La combustión de nitrato de amonio sólo se apaga por enfriamiento, por lo cual su inflamación no puede extinguirse con ninguno de los siguientes medios: vapor, tetracloruro de carbono, polvo químico, espuma y anhídrido carbónico. La extinción de nitrato de amonio sólo puede ser ejecutada con agua a presión, lluvia, inundación de agua, extinguidor soda ácido y neblinización.
• Se dotará al lugar de almacenamiento de elementos apropiados para prevenir y extinguir incendios. De ser posible se instalará un grifo de agua con manguera o rociador automático. Si no se dispone de una red de cañería de agua, deberá disponerse de un camión estanque acondicionado con bomba para acudir al sitio, en caso de emergencia, u otra solución apropiada.
• Se prohíbe estrictamente entrar al almacén de nitrato de amonio portando cualquier promotor de ignición, vale decir, cigarrillos encendidos, fósforos, encendedores, etc.
• Dentro del recinto se prohíbe soldar o calentar con cualquier elemento de filamento vivo, de llama o de arco eléctrico.
• No podrá instalarse cañerías o radiadores de agua o vapor caliente, a menos de 1.20 m. de los montones de nitrato de amonio.
• En caso de incendio se evitará tomar contacto con los humos de nitrato de amonio porque son altamente tóxicos; el límite permisible para operar sin máscara es de sólo 0,0005% de NO2.
• El almacén deberá tener un timbre de alarma, u otro medio como teléfono, para avisar los incendios.
• Se prohíbe el empleo de grúas de horquillas o montacargas, en defectuoso estado de conservación, a fin de evitar rozamientos que produzcan chispas o recalentamientos. Se emplearán ruedas neumáticas.
• Se mantendrá, por lo menos, un equipo de primeros auxilios.
• Se prohíbe estrictamente almacenar en el depósito del nitrato de amonio otros materiales u objetos.
• El nitrato de amonio debe mantenerse en los almacenes sólo ensacado y si un envase se rompe el material debe recogerse y ensacarse de inmediato, a menos que se disponga de un sistema de almacenamiento a granel aprobado por el Servicio de Minas del Estado.

Según el “código marítimo internacional de mercancías peligrosas” organización marítima internacional, señala acerca del nitrato de amonio

Las sustancias comburentes y peróxidos orgánicos Clase Nº5 tienen propiedades diferentes, por lo que no es posible establecer un criterio único para clasificarlas en una u otra clase. La Clase 5 se subdivide en dos tal como se indica a continuación en clase 5.1 que son las sustancias comburentes y el 5.2 que con los peróxidos orgánicos.

Como el nitrato de amonio es una sustancia comburente, lo que significa que, sin ser necesariamente combustibles por sí mismas, pueden, generalmente liberando oxígeno, causar la combustión de otras materias o contribuir a ella. Tales sustancias pueden estar contenidas en un objeto.

En tanto al momento de clasificar las sustancias comburentes de la Clase 5.1 surjan divergencias entre los resultados de la prueba y la experiencia adquirida al respecto, deberá prevalecer ésta como elemento de juicio. Las sustancias de la Clase 5.1 desprenden oxígeno directa o indirectamente en ciertas circunstancias. Por esta razón, las sustancias comburentes aumentan el riesgo de que se produzcan incendios y la intensidad de estos en las materias combustibles con que entran en contacto.

Las mezclas de sustancias comburentes con materias combustibles, e incluso con materias como azúcar, harina, aceites comestibles, aceites minerales, etc., son peligrosas. Tales mezclas se inflaman con facilidad, en algunos casos por rozamiento o impacto. Pueden arder con gran intensidad y provocar una explosión. En contacto con ácidos líquidos, la mayoría de las sustancias comburentes producen una reacción violenta con desprendimiento de gases tóxicos. También pueden desprenderse gases tóxicos cuando ciertas sustancias comburentes son afectadas por un incendio.

Mientras que respecto al transporte y medidas de emergencia de este tipo de sustancias señala lo siguiente;

Las disposiciones que figuran en el presente Código son aplicables a todos los buques regidos por el Convenio internacional para la seguridad de la vida humana en el mar, 1974 (SOLAS 1974), enmendado, que transporten mercancías peligrosas, según se definen en este Convenio.

FICHA TÉCNICA NITRATO DE AMONIO